X
تبلیغات
ALL SARA - مقالات الکترونیک
ALL SARA
نیاز به گشتن نیست همه چیز اینجاست در ALL SARA

 
تاريخ : یکشنبه یکم اسفند 1389


امواج راديويي و الكترومغناطيس نيز قابليت انعكاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس همين خاصيت ساده بوجود آمد. ساده‌ترين رادارها در حقيقت از يك فرستنده و يك گيرنده راديويي بوجود آمدند. اين وسايل ابتدايي فقط قادر بودند وجود شيء را اعلان كنند و به هيچ وجه توانايي تشخيص اندازه و ويژگيهاي ديگر آن را نداشتند. بنابراين بشر در ساخت رادار نيز از طبيعت استفاده‌هاي فراوان و اساسي كرده و با تغييراتي جزئي براي خود وسيله‌اي سودمند ساخته است.

معمول ترين سنسور فعال كه عمل تصويربرداري را انجام مي دهد رادار مي باشد . رادار(radio detection and ranging) مخفف وبه معناي آشكارسازي به كمك امواج مايكرويو است .به طور كلي مي توان عملكرد رادار را در چگونگي عملكرد سنسورهاي آن خلاصه كرد . سنسورها سيگنال هاي مايكرويو را به سمت اهدف مورد نظر ارسال كرده وسپس سيگنال هاي بازتابيده شده از سطوح مختلف را شناسايي مي كند . قدرت (ميزان انرژي) سيگنالهاي پراكنده شده جهت تفكيك اهداف مورد استفاده قرارمي گيرد . با اندازه گيري فاصه زماني بين ارسال ودريافت سيگنال ها مي توان فاصله تا اهداف را مشخص كرد . از مزاياي شاخص رادار مي توان به عملكرد رادار در شب يا روز وهمچنين قابليت تصويربرداري درشرايط آب و هوايي مختلف اشاره كرد . امواج مايكرويو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران مي باشند . از آنجايي كه عملكرد رادار با طرز كار سنسورهايي كه با طيف هاي مرئي ومادون قرمز كار مي كنند متفاوت است لذا مي توان با تلفيق اطلاعات بدست آمده تصاوير دقيقي را بدست آورد .

* انواع رادار از نظر ارسال موج
رادار پالسي
رادار موج پيوسته(سينوسي)

* مكانيسم عمل
همانطور كه امواج دريا و امواج صوتي پس از رسيدن به مانعي منعكس مي‌شوند، امواج الكترومغناطيسي هم وقتي به مانعي برخورد كردند، بر مي‌گردند و ما را از وجود آن آگاه مي‌سازند. به كمك امواج الكترومغناطيسي نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر مي‌شويم، بلكه بطور دقيق تعيين مي‌كنيم كه آيا ساكن هستند يا از ما دور و يا به ما نزديك مي‌شوند؟ حتي سرعت جسم نيز بخوبي قابل محاسبه است. وقتي امواج منتشر شده از رادار ، به يك جسم دور برخورد مي‌كنند، به طرف نقطه حركت بر مي‌گردند. امواج برگشتي توسط دستگاههاي خاص در مبدا تقويت مي‌شوند و از روي مدت رفت و برگشت اين امواج ، فاصله بين جسم و رادار اندازه گيري مي‌شود.


* كاربردها
نظارت و رهگيري هواپيماها و موشكها
نظارت و رهگيري اهداف دريايي يا زميني
نظارت و رهگيري اجرام فضايي
هواشناسي
اندازه گيري سرعت وسايل نقليه
رادار دهانه تركيبي براي تصوير دو-بعدي و سه-بعدي
پيداكردن مين در زمين
فرود(براي نمونه براي هواپيما) دقيق
عكسبرادري از كره‌هاي ديگر با رادار تصويري
پرهيز تصادم
پيدا كردن آب در مناطق شنزار و خشك
نظارت بر اهداف جنبنده در زمين
نظارت بر اهداف جنبنده در مناطق پردرخت

زماني رادار وارد جنگلها شد، انگلستان پايگاههاي وسيعي را با رادار مجهز كرد و به اين ترتيب هواپيماهاي آلماني در كار خودشان دچار اختلال شدند. به عقيده بسياري از كارشناسان همين رادار بود كه آلمان را علي رغم حمله‌هاي گسترده هوايي بر روي شهرهايي نظير لندن ، ناكام گذاشت. همچنين بسياري از زير درياييهايي كه تعداد زيادي از كشتيهاي حمل و نقل و ناوهاي جنگي متفقين را به قعر دريا مي‌فرستادند، با كمك رادارها شناسايي شدند و در عمليات گوناگون خود دچار شكست گرديدند.
رادارها حتي در توپخانه‌ها ، موشك اندازها و جنگهاي زير درياييها نيز وارد عمل شدند و توجه قدرتهاي بزرگ تسليحاتي را ، حتي پس از شكست هيتلر و پايان جنگ جهاني به خودشان جلب كردند. اما صرف نظر از كاربردها نظامي، رادار خدمات صلح آميز بسياري را براي انسان امروزي در برداشته است. كاهش سوانح در مسافرت هاي دريايي و هوايي همگي مديون رادار هستند.

در حقيقت يكي از مهمترين كاربردهاي علمي رادار با آغاز عصر فضا به وجود آمد و بشر توانست براي اولين بار با كمك رادار به فضا دسترسي پيدا كند و حتي سطح سياره ها و اشكال گوناگون آنها را شناسايي كند. اين موفقيت سالها قبل از آن بود كه سفينه ها بتوانند از سطح سيارات عكسبرداري كنند. بنابراين رادار علي رغم خرابي هايي كه با گسترده تر كردن جنگها به وجود آورد، توانست خدمات بسيار ارزنده اي را براي جامعه بشري به ارمغان آورد و انسان اين همه را مديون طبيعت بي ادعاست!

مركز كنترل ترافيك فرودگاهها براي رديابي هواپيماها چه آنها كه بر روي باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها كه در حال پرواز هستند و هدايت آنها از رادار استفاده مي‏كنند. در برخي از كشورها پليس از رادار براي شناسايي خودروهاي با سرعت غير مجاز استفاده مي‏‏كند. ناسا از رادار براي شناسايي موقعيت كرة زمين و ديگر سيارات استفاده مي‏كند، همين طور براي دنبال كردن مسير ماهواره‏ها و فضاپيماها و براي كمك به كشتي‏ها در دريا و مانورهاي رزمي از آن استفاده مي‏شود. مراكز نظامي نيز براي شناسايي دشمن و يا هدايت جنگ‏افزارهايشان از آن استفاده مي‏كنند.

هواشناسان براي شناسايي طوفانها، تندبادهاي دريايي و گردبادها از آن استفاده مي‏برند. شما حتي نوعي خاص از رادار را در مدخل ورودي فروشگاهها مي‏بينيد كه در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز مي‏كنند. بطور واضح مي‏بينيد كه رادار وسيله‏اي بسيار كاربردي مي‏باشد. در اين بخش از مقالات ما به اسرار رادار مي‏پردازيم. استفاده از رادار عموماً در راستاي سه هدف زير مي‏باشد:

شناسايي حضور يا عدم حضور يك جسم در فاصله‏اي مشخص – عمدتاً آنچه كه شناسايي مي‏شود متحرك است و مانند هواپيما ، اما رادار قادر به شناسايي حضور اجسام كه مثلاً در زير زمين نيز مدفون شده‏اند، مي‏باشد. در بعضي از موارد حتي رادار مي‏تواند ماهيت آنچه را كه مي‏يابد مشخص كند، مثلاً نوع هواپيمايي كه شناسايي مي‏كند. شناسايي سرعت آن جسم- دقيقاً همان هدفي كه پليس از آن در بزرگراهها براي كنترل سرعت خودروها از آن استفاده مي‏كند.

جابجايي اجسام – شاتل‏هاي فضايي و ماهواره‏هاي دوار بر دور كره زمين از چيزي به عنوان رادار حفره‏هاي مجازي براي تهيه نقشه جزئيات ، نقشه‏هاي عوارض جغرافيايي سطح ماه و ديگر سيارات استفاده مي‏كنند. تمام اين سه عمليات مي‏تواند با دو پديده‏اي كه شما در زندگي روزمره با آن آشنائيد پياده شود: «پژواك» و «پديده دوپلر» اين دو پديده بسادگي قابل فهم مي‏باشند، چرا كه هر روزه شما با آنها در حوزه شنوايي خويش برخورداريد. رادار از اين دو پديده در حوزه امواج راديويي استفاده مي‏برد.


* رادار در طبيعت
شايد رادار طبيعي بيشترين استفاده را براي خفاش دارد. چرا كه اين پرنده شب پرواز ، داراي حس بينايي ضعيفي است و به كمك طبيعت راداري كه دارد، مي‌تواند موانع دور و بر خود را تشخيص دهد. خفاش هنگام پرواز فريادهاي ابر صوتي خاصي ايجاد مي‌كند كه پس از برخورد با اجسام مختلف ، منعكس مي‌شود و به گوش خفاش مي‌رسد. بوسيله همين پژواك صداهاي ابر صوتي است كه نوع مانع و فاصله آن را تشخيص مي‌دهد و طوري پرواز مي‌كند كه از تصادم با آنها در امان باشد.
بالنها و دلفينها نيز از همين پديده بازتاب استفاده مي‌كنند كه در مورد بازتابهاي صوتي به آن "سونار " گفته مي‌شود.


ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

در این مقاله سعی بر آن است اص ول رادار و مدارهای فرستنده وگیرنده در رادار به طورکلی مورد بررسی قرار گیرد


چکیده:
در مسایل راداری همواره قسمت زیادی از سیگنال در محیط انتشار هدر می رود و مقدار کم و ضعیفی از آن به همراه مقدار زی ادی سیگنال ناخواسته دریافت می شود . پس باید سیگنال دریافتی ناخواسته را حذف کرد و بعد سیگنال مورد نظر را تقویت و دمدولاسیون نمود ، اختلاف اساسی ای که بین گیرنده های مختلف وجود دارد بعلت نحوه دمدولاسیون سیگنال دریافتی است . از میان انواع مختلف گیرنده های رادیویی که در زمانهای مختلف عرضه شده فقط دو نوع آن از نظر عملی و تجاری دارای اهمیت است، این دو نوع گیرنده عبارتند از و گیرنده های سوپر هترودین که در ادامه به بررسی ومقایسه (TRF) گیرنده های فرکانس رادیویی تطبیق شده آنها خواهیم پرداخت.


در این مقاله سعی بر آن است اص ول رادار و مدارهای فرستنده وگیرنده در رادار به طورکلی مورد بررسی قرار گیرد که در این راستا به بررسی عناوین زیر خواهیم پرداخت:
اصول رادار
فرستنده های راداری
گیرنده های راداری
واژگان کلیدی: رادار، فرستنده، مگنترون، گیرنده، سوپرهترودین
-1 مقدمه:
رادار وسیله ای است برای جمع آوری اطلاعات از اشیا یا هدف های محیط به ویژه در فواصل دورکه در آن از تجزیه و تحلیل امواج الکترومغناطیس برگشتی، فاصله، ابعاد، سرعت و بسیاری از خواص هدف موردنظر تعیین می شود . بطور کلی رادار شامل یک فرستنده و یک گیرنده و یک یا چند آنتن است . فرستنده قادر است که توان زیادی را توسط آنتن ارسال دارد و گیرنده تا حد امکان انرژی برگشتی از هدف را جمع می کند، از آنجا که بیشتر رادارها انرژی فرستنده را به صورت پالس ارسال می کنند، بنابراین استفاده از یک آنتن هم برای فرستنده و هم برای گیرنده توسط یک تقسیم ک ننده زمان امکان پذیر خواهد بود. از موارد مهم در طراحی رادار نوع آنتن و پترن تشعشعی آن می باشد . آنتن های رادار را معمولا برای مرور نواحی بخصوص از فضا طراحی می کنند که مسیر مرور بستگی به کاربرد آن دارد، آنتن ها در بیشتر رادارها منعکس کننده های سهموی با تغذیه شیپور ی یا دو قطبی می باشند. البته در برخی موارد ناچار به استفاده از رادارهایی با آنتن آرایه فازی می باشیم. رادارهای ،MTI ،CW برای تامین برد راداری مطلوب باید فرستنده از توان کافی برخوردار باشد . رادارهای آرایه فازی و ... هر یک ویژگیهای خاصی دارند که بر فرستنده و روش عملکرد آن اثر می گذارد . از مباحثی که باید در طراحی رادار و انتخاب فرستنده مورد توجه قرار گیرد، برد ، ثابت یا متحرک بودن ، وزن، اندازه ، حفاظت و ولتاژ بالا، شرایط مدولاسیون و حتی مسئله خنک کردن آن است. x در برابر اشعه کار گیرنده رادار، آشکار سازی پی امهای اکوی مورد نظر در حضور نویز ، تداخل یا اکوهای ناخواسته (کلاتر ) می باشد . گیرنده باید پیامهای مطلوب را از نامطلوب جدا نموده و پیامهای مطلوب را تا حدی که اطلاعات هدف برای کاربر قابل نمایش بوده و یا د ر داده پرداز خودکار قابل استفاده باشد، تقویت نماید . ساختار گیرنده رادار نه تنها به شکل موج آشکار شونده بستگی دارد، بلکه به ماهیت اکوهای کلاتر، تداخل و نویز که با پیامهای اکو مخلوط می شوند هم بستگی دارد . نویز ممکن است از طریق پایانه آنتن، به همراه پیام مورد نظر، وارد گیرنده خروجی، گیرن ده S/N شود و یا ممکن است در داخل خود گیرنده ایجاد گردد. برای به حداکثر رساندن نسبت و یا معادل آن باشد. بدیهی است که گیرنده باید طوری (Matched Filter) باید دارای یک فیلتر انطباقی طراحی شود که کمترین نویز داخلی را بخصوص در طبقات ورودی که پیام های مطلوب در ضعیف ترین حالت خود هستند، ایجاد نماید.
در سیستم های راداری از گیرنده های سوپر هترودین، بدلیل حساسیت خوب، بهره زیاد، قابلیت گزینش فرکانس و ضریب اطمینان خوب تقریبا همیشه استفاده می شود و هیچ نوع گیرنده ای قابل رقابت با این نوع گیرنده ها نیستند.
-2 اصول رادار:
در واقع اختراع رادار از یک پد یده فیزیکی و بسیار طبیعی به نام انعکاس ناشی شده است . همه ما بارها بازگشت صدا را در مقابل صخره های عظیم تجربه کرده ایم. امواج رادیویی و الکترومغناطیس نیز قابلیت انعکاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس همین خاصیت ساده بوجود آمد . به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در فاصله دور باخبر می شویم، بلکه بطور دقیق می توان تعیین کرد ساکن هستند یا از ما دور و یا به ما نزدیک می شوند. حتی سرعت جسم نیز بخوبی قابل محاسبه است . امواج برگشتی توسط دستگاههای خاص در مبدا تقویت شده و از روی مدت زمان رفت و برگشت این امواج، فاصله بین جسم و رادار اندازه گیری می شود. می توان گفت رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدفها بکار می رود. این دستگاه بر اساس ارس ال یک شکل موج خاص به طرف هدف و بررسی شکل موج برگشتی کار می کند . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم غیر قابل نفوذ است دید، مثل تاریکی، باران ، مه ، برف ، غبار و غیره، اما مهمترین مزیت رادار، توانائی آن در تعیین فاصله یا موقعیت و حتی ماهیت هدف می باشد. ساده ترین رادارها در حقیقت از یک فرستنده و یک گیرنده رادیویی بوجود آمدند . در ابتدا این وسیله فقط قادر بود وجود شیء را اعلان کند و به هیچ وجه توانایی تشخیص اندازه و ویژه گی های دیگر آن را نداشت. یک رادار ساده شامل آنتن ، فرستنده، گیرنده و عنصر آشکار ساز انرژی برگشتی بصورت قابل شناسایی می باشد . آنتن فرستنده پرتوهای الکترومغناطیسی تولید شده توسط نوسا نگر را دریافت و ارسال می دارد . معمولی ترین شکل موج در رادارها یک قطار از پالسهای باریک مستطیلی است که موج حامل سینوسی را مدوله می کند. اکنون رادارها در روی زمین و در هوا، دریا و فضا بکار گرفته شده اند، رادارهای زمینی بیشتر برای آشکار سازی، تعیین موقعیت و ر دیابی هواپیم ا و یا سایر اهداف هوایی مورد استفاده قرار می گیرند . رادارهای دریایی بعنوان یک وسیله کمکی به کشتیرانی و وسیله ای مطمئن برای تعیین موقعیت شناورها ، خطوط ساحل و دیگر کشتیها و همچنین دیدن هواپیم اها بکار می روند . رادارهای هوایی برای آشکار سازی هواپی م ا، کشتی و وس ایل نقلیه زمینی و یا نقشه برداری زمین ، اجتناب از طوفان جلوگیری از برخورد با زمین و یا ناوبری می توانند مورد استفاده قرار گیرند . در فضا ،رادار به هدایت اجسام پرنده کمک می کند و برای ارتباط راه دور با زمین و دریا بکار می رود.
در رادارهای زمینی قضی ه خیلی پیچیده تر از رادارهای هوایی است، هنگامی که یک رادار پلیس به ارسال پالس موج رادیویی می پردازد بخاطر وجود اجسام بسیار در سر راهش مانند نرده ها، پلها، تپه ها و ساختمانها اکوهای بسیاری را دریافت می کن د، اما از آنجایی که تمام این اجسام به جزء خودروی مورد نظر ثابت هستند ، سیستم رادار خودروهای پلیس، باید از میان امواج منعکس شده، فقط آنهایی را انتخاب کند که در آنها پدیده داپلر قابل شناسایی باشد، آن هم به اندازه ای که جسم متحرک اضافه سرعت داشته باشد در ضمن آنتن این رادارها باید دهانه تنگی داشته باشد ، چرا ک ه فقط بر روی یک خودرو تنظیم می شوند . البته امروزه پلیس در برخی کشورها از جمله کشور خودمان از تکنولوژی لیزر برای تعیین سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده می کند. این تکنولوژی به نام لیدار شناخته می شود و در این مدل بجای امواج رادیویی از لیز ر استفاده شده است.
-3 فرستنده های راداری:
اولین رادارهایی که قبل از جنگ جهانی د وم با موفقیت آماده بهره برداری شدند، از لامپ خلا معمولی دارای استفاده می کردند. نوسان ساز مگنترون، که باعث پیدایش و توسعه ،VHF شبکه کنترل و مناسب کار در باند رادارهای مایکروویو در زمان جنگ جهانی دو م شد، یکی از پر مصرف ترین و کاربردی ترین فرستنده های راداری بود همچنین تقویت کننده های کلیسترون امکان کار با شکل موج ه ای پیچیده تر از رشته پالسهای معمولی را فراهم کرد.
که از خانواده مگنترون بود و انواع گوناگونی دارد ساخته (CFA) در دهه 1960 تقویت کننده میدان متقاطع شد. ویژگیهای عمومی آنها باند وسیع، بهره نسبتا کم و کوچکی ابعاد آن می باشد و بیش تر شبیه مگنترون است تا کلیسترون همچنین ابزارهای نیمه هادی از قبیل ترانزیستورها و دیودهای بهمنی نیز به عنوان نوعی فرستنده به کار می روند اما توان هر یک به تنهایی کم است. برای تامین برد راداری مطلوب باید فرستنده از توان کافی برخوردار باشد، ام ا در عین حال سایر شرایط لازم رادارهای آرایه فازی و ... هر یک ویژگیهای خاصی دارند که بر ،MTI ،CW را هم باید بر آورده نماید . رادارهای فرستنده و روش عملکرد آن اثر می گذارد . از مباحثی که باید در طراحی رادار و انتخاب فرستنده مورد توجه و ولتاژ بالا ، شرایط مدولاس یون و x قرار گیرد، برد ، ثابت یا متحرک بودن ، وزن، اندازه ، حفاظت در برابر اشعه حتی مسئله خنک کردن آن است . البته از آنجا که فرستنده بخش بزرگی از رادار می باشد چگونگی انتخاب آن بسیار حائز اهمیت است. با توجه به معادله کلاسیک رادار دیدیم که اگر بخواهیم به 2 برابر برد موجود برسیم باید توان ارسالی رادار را 16 برابر کنیم ولی افزایش برد با این روش بسیار پر هزینه است. فرستنده ها بسیار پیچیده تر از ی ک لامپ هستند و شامل تقویت کننده های راه انداز ، تقویت کننده های توان بالا ، منبع تغذیه برای تولید جریان و ولتاژ
in out P GP A p 2 a R4 = مورد نیاز لامپ، مدولاتور، خنک کننده لامپ، مبدل دما، وسایل ایمنی برای تخلیه جرقه ها، کلید های ایمنی، می باشد. راندمانی که برای بیشتر لامپها تعریف x وسایل نشان دهنده وضعیت سیستم و محافظی در برابر اشعه ورودی که برای DC خروجی لامپ به توان RF می باشد که عبارتست از توان RF می شود ، راندمان تبدیل برقراری جریان الکترونها لازم است . البته مهندسین سیستم بیشتر، راندمان کلی فرستنده را مورد توجه قرار می دهند. دو ساختار اصلی برای رادارها وجود دارد یکی نوسان س از توان بالای خود تحریک از جنس مگنترون و دیگری یک تقویت کننده توان بالا ، که خود شامل یک نوسان ساز پایدار و کم توان است و خروجی آن پس از یک یا چند مرحله تقویت به میزان مورد نیاز تقویت می شود. فرستنده هایی که از تقویت کننده های توان بهره می گیرند عموماً دارای توان بیشتری بوده و نیز حجیم ترند ، در عین حال دارای پایداری بیشتری نیز می باشند و سایر رادارهای داپلر حایز اهمیت است. MTI که این امر برای رادار
مگنترون نوسان سازی است که بیش از هر لامپ دیگری در سیستم های راداری کاربرد دارد . مگنترون کلاسیک دارای وزن و اند ازه مناسب، قیمت کم و بازدهی زیاد می باشد . ولتاژ کاری آن به قدری کم است که آن نیز قابلیت اعتماد، طول عمر (دوام) و پایداری (coaxial) نمی شود و نوع هم محور x باعث تولید اشعه بیشتری نسبت به نوع کلاسیک آن دارد و اما تقویت کننده های کلیسترون توان بالا، بهره زیاد ، پایداری و و تراکم پالس را در اختیار طراح قرار می دهد و د ر رادارهای توان بالا MTI بازدهی خوب و لازم برای رادارهای مشابه تقویت های کلیسترون است با این تفاوت که وسعت کاری و TWT مورد توجه قرار می گیرد . لامپ هم از خانواده CFA پهنای باند آن بسیار وسیع تر می باشد و بهره کمتری دار د. تقویت کننده میدان متقاطع یا از پهنای باند وسیعی برخوردار است اما بهره آن نسبتا کمتر است، بنابراین در یک TWT مگنترون بوده و مانند زنجیره تقویت، بیش از یک مرحله تقویت لازم دارد. نوسان ساز مگنترون: این نوسان ساز توان بالا در سال 1939 اخت راع شد و بیش از هر وسیله دیگری در پیدایش و توسعه رادارهای مایکروویو در زمان جنگ جهانی دوم نقش داشت و از آنجا که میدان الکتریکی آن بر یک میدان مغناطیسی ساکن عمود است، یکی از انواع ابزارهای میدان متقاطع محسوب می شود . این کاربرد حفره های تشدید کننده در ساخت ار مگنترون بود که امکان تولید یک نوسان ساز مایکروویوی کارآمد و با توان و بازدهی زیاد را فراهم کرد.
مگنترون دارای مجموعه ای از حفره ها و شیارهاست که مانند مدارهای تشدید عمل می کنند و کاری مورد استفاده در فرکانس کمتر ) انجام می دهند . حفره ه ا، معادل سیم پیچ های ) LC مشابه مدارهای تشدید و L نامیده می شود) هر یک از p القاگر، و شیار ها معادل خازن می باشند . در حالت کاری مطلوب ( که حالت ها با هم موازی هستند و فرک انس مگنترون تقریبا برابر فرکانس هر یک از تشدیدکننده ها است . کاتد باید از C جنس سختی باشد تا بتواند در مقابل گرما و تجزیه ناشی از برخوردهای الکترونی (بمباران معکوس الکترونی ) مقاومت کند . بمباران معکوس الکترونی موجب افزایش دمای کاتد شده و گسیل الکترونهای ثانویه را به دنبال دارد به همین دلیل است که پس از شروع نوسان، برق سیم گرمساز کم و یا قطع می شود . تقاطع میدانهای الکتریکی و مغناطیسی باعث می شود که الکترونها تقریبا به محض گسیل شدن از کاتد به طور کامل دسته بین حفره های مجاور 180 RF بندی شوند . بهترین حالت کاری مگنترون حالتی است که در آن فاز میدان گویند. p درجه اختلاف فاز داشته باشند که به آن حالت هستند، یعنی می توانند با دو فرکانس (degenerate) از نوع چند فرکانسی p تمام حالتها به جز حالت مختلف متناسب با چرخش نمودار ایستا و عوض شدن جای گره و شکم ، نوسان کنند. بنابراین در یک مگنترون فرکانس وج ود دارد که مگنترون می تواند در هر یک از این حالتها نوسان کند و این مسئله (n- حفره ( 1 n با p ریشه مشکل پایداری است ولی مگنترون باید فقط برای یک حالت کاری غالب طراحی شود که معمولا حالت را ترجیح می دهند زیرا به آسانی از سایر حالتها جدا می شود. در حفره مرکزی ذخیره می شود می توان با وارد کردن یک محور متحرک (مانند RF چون بیشتر انرژی پیستون) در حفره به طوریکه تماسی با جدار آن نداشته باشد، مگنترون را با اطمینان در یک باند وسیع تنظیم نمود. فرکانس مگنترون معمولی با وارد کردن این عنصر تنظیمی که میزان القاگری (اندوکتانس) مدار تشدید را تغییر می دهد قابل تغییر است . لازم نیست که حرکت عناصر تنظیم زیاد باشد بلکه حرکت کسری از اینچ برای تغییر 5 تا 10 درصدی فرکانس کار کافی است . در مگنترونهای معمولی، تغییر فرکانس از طریق تغییر ظرفیت خازنی نیز امکان پذیر است . در رادارهای ب ا تغییر سریع فرکانس، فرکانس مگنترون ممکن است پالس به پالس و به گونه ای تغییر کند که تمام باند تنظیمی را بپوشاند . چنین رادارهایی ممکن است برای تسهیل در کشف هدفهای دارای سطح مقطع متغیر و کاهش اثر لرزش هدف به کار روند . این تنظیم سریع در یک باند باریک به منظور ایجاد تغییرات فوری فرکانس را گاهی تنظیم موتوری یا تنظیم دید می نامند. تقویت کننده کلیسترون:
کلیسترون نمونه ای از لامپهای دارای پرتو خطی می باشد، مشخصه بارز لامپهای دارای پرتو خطی آن است که الکترونهای صادر شده از کاتد، به صورت یک پرتو استوانه ای و بلند درمی آیند که قبل از رسیدن به ناحیه تمام انرژی پتانسیل میدان الکتریکی را دریافت می کند . لامپهای کم قدرت ممکن است برای ،RF واکنش جفت کردن پیام با پرتو در دهانه ورودی خود دارای یک شبکه باشند در حالیکه در لامپهای پر قدرت معمولا در دهانه ورودی شبکه ای وجود ندارد ز یرا شبکه نمی تواند قدرت زیاد را تحمل کند. در مورد پهنای باند باید گفت فرکانس این نوع نوسان ساز به وسیله حفره های تشدید آن تعیین می شود که اگر تمام حفره ها برای یک فرکانس تنظیم شده باشند، بهره لامپ زیاد، اما پهنای باند آن کم خواهد بود . به این روش، تنظیم هماهنگ می چند IF گویند. افزایش پهنای باند کلیسترونهای چند حفره ای به گونه ای مشابه افزایش پهنای باند نوسان ساز مرحله ای است یعنی با تنظیم هر یک از حفره ها به یک فرکانس متفاوت بدست می آید که به آن تنظیم ردیفی گویند. بدین ترتیب پهنای باند گسترش خواهد یافت.
یا لامپ موج سیار: TWT
هم یکی دیگر از انواع لامپهای با پرتو خطی می باشد و از این لحاظ که واکنش بین پرتو الکترونی و TWT که TWT رخ می دهد با کلیسترون تفاوت دارد . ویژگی خاص TWT در سرتاسر فضای انتشار RF میدان مورد توجه مهندسین قرار دارد، پهنای باند نسبتا وسیع آن است ، زیرا در کاربری هایی که به تفکیک فاصله ای خوب نیاز باشد و یا اجتناب از اختلالهای عمومی و یا تداخل بین رادارهای مجاور مورد توجه باشد ، استفاده از مشابه کلیسترون است، اما معمولا مقادیر آنها اندکی کم تر TWT باند وسیع ضرورت دارد . بهره، بازدهی و توان از کلیسترون با همان ابعاد می باشد . در این تقویت کننده ها یک میدان مغناطیسی محوری هم وجود دارد که RF خود را به میدان DC مانند کلیسترون، تمرکز پرتو الکترونی را حفظ می کند ، پس از اینکه الکترونها انرژی تحویل دادند، به وسیله الکترودها جمع آوری می شوند. کلیسترون می تواند د ر گستره نسبتا وسیعی از ولتاژ پرتو کار کند بدون اینکه تغییر عمده ای در بهره آن های پرقدرت در صورتیکه ولتاژ پرتو آنها کاهش یابد دچار نوسان می شوند TWT ایجاد شود در حالیکه بنابراین هر چه پهنای باند لامپ بیشتر باشد، قدرت تحمل پرتو آن در برابر تغییرات ولتاژ هم بیشتر خواهد بود . ها علاوه TWT . هم مشابه نیازهای کلیسترون است اما مشکلتر از آن می باشد TWT نیازهای حفاظتی لامپ بر اینکه بعنوان یک لامپ توان بالا در سیستم های راداری پرقدرت مورد استفاده قرار می گیرد، در سطوح توان پایین تر نیز بعنوان راه انداز لامپ های پرقدرت (از قبیل تقویت کننده های میدان متقاطع )، و در رادارهای آرایه فازی که برای افزایش قدرت از تعداد زیادی لامپ استفاده می کنند، هم به کار می روند.
:CFA تقویت کننده های میدان متقاطع یا

هم مانند مگنترون ، وجود میدانهای الکتریکی و مغناطیسی عمود بر CFA مشخصه بارز تقویت کننده های هم می باشد . اینگونه لامپ ها، بازدهی زیاد حدود 40 تا 60 درصد دارند، ولتاژ نسبتا کم، اندازه کوچک و وزن کم دارند و برای استفاده در سیستم های سیار، مفید هستند. این تقویت کننده ها، طیف وسیع، توان اوج بالا و پایداری فاز ی خوبی دارند اما بهره آنها چندان بالا نمی باشد البته برای دستیابی به قدرت بیشتر می توان را به طور موازی در مدار قرار داد . این لامپها می تواند به عنوان تقویت کننده بعد از مگنترون CFA تعدادی بعنوان بخش راه انداز و TWT و CFA بعنوان بخش تقویت کننده توان نوسان ساز یا به همراه سایر لامپهای یا بعنوان فرستنده مجزا در رادارهای آرایه فازی پرتوان مورد استفاده قرار گیر ند. تقویت کننده میدان متقاطع از اصول واکنش الکترونی مگنترون بهره می گیرند، بنابراین همان ویژگی های مگنترون را دار است و (CFA) TWT از جوانبی نیز مشابه CFA . از نظر ظاهری هم مشابه مگنترون هستند ،CFA حتی بسیاری از لامپهای هستند زیرا تقابل الکترونی در هردوی آنها به رو ش موج متحرک (سیار) صورت می گیرد . اجزای تشکیل دهنده انواع این تقویت کننده ها عموماً عبارتند از : ساختار کاهنده سرعت موج، کاتد، آند و دریچه های ورودی و خروجی الکترون.
فرستنده های نیمه هادی:
دو گروه نیمه هادی وجود دارند که در سیستم های راداری بعنوان منابع بالقوه انرژی مایکروویو تلقی می شوند یکی تقویت کننده های ترانزیستوری و دیگری دیودهای مایکروویو یک قطبی ، که بعنوان نوسان ساز و یا تقویت کننده با مقاومت منفی، عمل می کنند . در گذشته ترانزیستورهای دو قطبی سیلیسی در فرکانسهای و پایین تر) مورد استفاده قرار می گرفتند و دیودها در فرکانسهای بالاتر به کار می L پایین مایکروویو (باند از جنس گالیوم – آرسنید نیز در فرکانسهای بالاتر استفاده می شدند، از ویژگیهای FET رفتند. ترانزیستورهای این دو نوع مولد امواج مایکروویو ترانزیستوری و دیودی، قدرت کم آنها در مقایسه با لامپهای پرتوان (قدرتی ) ذکر شده می باشد . به دلیل قدرت کم و سایر ویژگیهای ابزار نیمه هادی، کاربرد آنها در سیستم های راداری با کاربرد لامپهای پرقدرت متفاوت است . گرچه در زمینه ابزار های نیمه هادی، پیشرفتهای چشمگیری حاصل شده و آنها از ویژگیهایی متفاوت با سایر منابع مایکروویو برخوردارند، اما میزان کاربری آنها در سیستمهای راداری همچنان محدود است.
ترانزیستورهای مایکروویو:
از یک ترانزیستور مایکروویو بدست می آید، مم کن است به دهها وات L مقدار انرژی پیوسته ای که در باند برسد، برخلاف لامپهای خلا، توان اوجی که ترانزیستورها، با پ السهای باریک می توانند ایجاد کنند فقط در حدود دو برابر توان پیوسته آنها می باشد و این امر باعث می شود که ترانزیستورها، با پالسهای پهن و ضریب کاری زیاد، کار کنند ولی در رادارهای تجس سی هوابرد ممکن است پهنای پالس به دهها میکرو ثانیه یا بیشتر هم برسد 0 که خیلی بیشتر از ضریب کار لامپهای مایکروویو است مواجه شویم. این ضریب کاری زیاد، / و با ضریب کاری 1 طراحان سیستم راداری را متقاعد نمود که فرستنده های نیمه هادی نمی توانند جایگزین فرستنده های لامپی گردند و برای استفاده از نیمه هادی ها باید مبانی طراحی سیستم را بطور کلی تغییر داد. به هر حال برای استفاده از نیمه هادی ها در سیستم های راداری، مشکلات زیادی جدا از قیمت نیز وجود دارد، همانطور که اشاره شد فرستنده های نیمه هادی تفاوت چشمگیری با فرستند ه های لامپی دارند . بخش اصلی مولد انرژی نسبتا کوچک است، بنابراین برای کسب انرژی مورد نیاز رادار بخشهای تقویت کننده زیادی باید با هم ترکیب شوند، هر چه فرکانس بالاتر باشد انرژی حاصل از عناصر نیمه هادی کمتر و ترکیب انرژی زیاد PRF بعلت افزایش عناصر مورد نیاز دشوارتر خو اهد بود . رادارهای ترانزیستوری باید پالسهای بلند و یا داشته ب اشند که عموماً هیچکدام برای رادار مطلوب نمی باشد به همین دلیل کاربرد آنها محدود و خاص به می شود، در رادارهای نظامی پالس پهن یک ایراد CW مواردی از قبیل رادارهای پالس داپلر یا رادارهای محسوب می شود زیرا با شروع پالس پهن سیستم های ایجاد نویز و اختلال می توا نن د فرکانس کاری رادار را مشخص نموده و در خلال دوره پالس، بسرعت سیستم ایجاد نویز و اختلال را بر روی فرکانس صحیح تنظیم کنند و ضمنا شناسایی و ردیابی رادار نیز آسان تر می باشد.
مدولاتورها:
کار مدولاتورها روشن و خاموش کردن لامپ فرستنده به منظور تولید شکل موج مورد نظر می باشد، اگر موج ارسالی به صورت پالس باشد، مدولاتور را پالس ساز هم می گویند . هر لامپ توان بالا، ویژگیهای خاص خود را دارد که تعیین کننده نوع مدولاتور مورد نیاز می باشد . مثلا مدولاتور مگنترون باید طوری طراحی شود که و TWT قدرت تحمل تمامی انرژی پالس را داشته باشد و یا از سوی دیگر خواهیم دید که تمام انرژی لامپهای کلیسترون را می توان به وسیله مدولاتورها که فقط بخش کوچکی از کل انرژی پرتو را تحمل می کند قطع و غالبا از نوع کلید کاتدی می باشند CFA وصل نمود . این نوسان ساز ها دارای ک لید آندی هستند ولی لامپهای نیز دارای عملکرد مستقیم هستند یعنی می CFA که به مدولاتور پرقدرت نیاز دارند البته برخی از لامپهای روشن شده و با اعمال یک پالس باریک و کم انرژی به الکترود قطع یا همان خامو ش RF توانند با شروع پالس روشن و خاموش می شوند و به ،RF با شروع و خاتمه پالس CFA شوند، همچنین برخی دیگر از لامپهای مدولاتور نیازی ندارند.
انرژی حاصل از یک منبع ، انرژی در دوره بین پالسی (زمان بین دو پالس )، در یک عنصر ذخیره ساز انرژی ذخیره می گردد . امپدانس شارژ، سرعت تح ویل انرژی به عنصر ذخیره ساز را محدود می کند . در یک زمان بسرعت تخلیه گرد یده و شکل پالس را RF معین، کلید بسته شده و انرژی ذخیره شده از طریق بار یا لامپ عناصر پایه ای یکی
از انواع مدولاتور پالس عنصر ذخیره امپدانس شارژ انرژی منبع انرژی o بار کلید o مسیر دشارژ مسیر شارژ ایجاد می کند . در طول دوره تخلیه بار، امپدانس شارژ از هدر رفتن انرژی موجود در عنصر ذخیره گر جلوگیری می کند.
-4 گیرنده های راداری:
کار گیرنده رادار، آشکار سازی پی امهای اکوی مورد نظر در حضور نویز ، تداخل یا کلاتر می باشد . گیرنده باید پیامهای مطلوب را از نامطلوب جدا نموده و پیامهای مطلوب را تا حدی که اطلاعات هدف برای کاربر قابل نمایش بوده و یا د ر داده پرداز خودکار ق ابل استفاده باشد، تقویت نماید . ساختار گیرنده رادار نه تنها به شکل موج آشکار شونده بستگی دارد، بلکه به ماهیت اکوهای کلاتر ، تداخل و نویز که با پیامهای اکو مخلوط می شوند هم بستگی دارد . نویز ممکن است از طریق پایانه آنتن، به همراه پیام مورد نظر، وارد گیرنده شود و یا ممکن است در داخل خود گیرنده ایجاد گردد البته در فرکانس های مایکروویو که معمولا در رادار به کار می روند، نویزهای خارجی که از طریق آنتن وارد گیرنده می شوند به قدری ناچیز است که معمولا حساسیت گیرنده را بر حسب نویز داخلی گیرنده تنظیم می کنند ، مقدار نویز داخلی گیرنده را عدد نویز می نامند. خوب بودن گیرنده خروجی آن تعیین می شود. برای به حداکثر رساندن (S/N) بر مبنای بیشترین مقدار نسبت سیگنال به نویز و یا معادل آن باشد. (Matched Filter) نسبت سیگنال به نویز خروجی، گیرنده باید دارای یک فیلتر انطباقی گیرنده راداری را مشخص می کند. IF تابع پاسخ فرکانسی بخش Matched Filter قسمت بدیهی است که گیرنده باید طوری طراحی شود که کمترین نویز داخلی را بخصوص در طبقات ورودی که پیام های مطلوب در ضعیف ترین حالت خود هستند، ایجاد نما ید. در طراحی و ساخت گیرنده رادار، همچنین باید دستیا بی به بهره کافی، پایداری فاز و دامنه، برد دینامیک (پویا)، تنظیمات، استحکام و دوام و نیز سادگی و سوختگی های ناشی از تداخل (Over load) مورد توجه قرار گیرد، ابزار ایمن سازی در برابر بار اضافی فرستنده های مجاور هم باید فراهم گردد . همچنین زمانبندی و پیام مبنا هم برای استخراج صحیح اطلاعات رادارهای ردگیر یا رادارهایی که برای به حداقل ،MTI هدف ضروری است . رادارهای خاصی از قبیل رادارهای رساندن کلاتر طراحی شده اند هم هر یک شرایط خاصی را برای گیرنده ایجاب می کنند . گیرنده هایی که با نیاز دارند . (AFC) فرستنده های چند فرکانسی کار می کنند به نوعی سیستم خودکار کنترل فرکانس رادارهایی که با تداخلهای الکترونیکی مهاجم (ناشی از جنگ الکترونیک ) مواجه می شوند، به گیرنده هایی نیازمندند که بتوانند اثرات این گونه تداخلها را به حداقل برسانند . با توجه به مطالب اخیر طراحان سیستم های گیرنده برای تامین شرایط یک سیستم راداری پیشرفته و با کیفیت خوب با مس ایل و ضرورتهای خاصی روبرو هستند.
: TRF
یک گیرنده ساده منطقی می باشد حسن این نوع گیرنده که امروزه تنها به عنوان گیرنده TRF گیرنده فرکانس ثابت مورد استفاده قرار می گیرد، در سادگی و حساسیت زیاد آن می باشد . که این خود نسبت به و... regenation گیرنده هایی که تا آن زمان مورد استفاده قرار می گرفت مانند گیرنده های کریستالی پیشرفت بزرگی بود. که با هم هماهنگ شده اند (تطبیق یافته اند ) برای انتخاب و RF در این نوع گیرنده 2 تا 3 تقویت کننده تقویت فرکانس ورودی و سپس حذف سایر فرکانس ها مورد استفاده قرار می گیرند. سیگنال گزینش شده بعد از اینکه به حد قابل قبولی برسد تقویت و د مدوله (آشکار) می شود. این چنین گیرنده هایی به سادگی برای تنظیم می شوند ولی در فرکانس های بالاتر با مشکلاتی مو اجه KHz ورودی فرکانس های 535 تا 1640 بودند، که این بیشتر به دلیل خطر ناپایداری ناشی از تقویت زیاد یک فرکانس توسط یک تقویت کننده چند طبقه می باشد. تغییر عرض باند در طول فاصله تنظیم گیرنده است بعلاوه به علت استفاده ،TRF یکی از عیوب گیرنده اجباری از مدار های تطبیق شده تک فرک انسی در فرکانس های بالا امکان انتخاب فر کانس های مختلف به اندازه کافی وجود ندارد ، در عین حال تطبیق بین بلوکهای مختلف تقویت کننده نیز با مشکلا ت زیادی همراه است . این ضعف ها به همراه مشکلاتی چون ناپایداری، حذف غیرکافی (نامطلوب ) فرکانس های مجاور و تغییرات وجود داشت با استفاده از گیرنده سوپر هترودین برطرف شد. TRF پهنای باند که در گیرنده های گیرنده سوپر هترودین: در این نوع جدید از گیرنده ها ولتاژ سیگنال ورودی با ولتاژ نوسان ساز محلی جمع شده و معمولا به یک همان نوع مدولاسیون حامل (IF) سیگنال با فرکانس ثابت تبدیل می شوند ، سیگنالی که در این فرکانس میانی اصلی را دارد، در اینجا تقویت و آشکار می شود تا اطلاعات اولیه را تولید نماید بنابراین یک گیرنده سوپر می باشد مضاف ا کًه دارای میکسر ونوسان ساز محلی و تقویت کننده TRF هترودین دارای همان اجزای اساسی معمولا از 2 یا 3 ترانسفورمر استفاده می شود . با این IF نیز است . در تقویت کننده های (IF) فرکانس میانی تعداد زیاد مدارهای تطبیق شده مضاعف که در یک فرکانس ثابت تعیین شده کار می کنند، این تقویت است که تا حد زیادی تقویت مورد نیاز و در نتیجه حساسیت و پهنای باند لازم برای گیرنده را تامین IF کننده می نمایند. شمای کلی گیرنده سوپرهترودین LO fLO = fc ± fIF تقویت کننده آشکارساز دومین صدا تقویت کنند ه توان Demodulator ̃ RF IF آنتن BT < BRF < 2fIF امواج برگشتی سیگنال های ناخواسته BIF ≈ BT اولین تقویت کننده RF مستقل از فرکانسی است که گیرنده روی آن تنظیم شده است، انتخاب گری IF از آنجایی که تقویت کننده و حساسیت گیرنده سوپر هترودین معمولا در تمام باند آن نسبتا یکنواخت بوده و مشکل تغییر پهنای باند که اکثرا برای انتخاب فرکانس RF وجود داشت بوجود نمی آید . در این گیرنده ها از مدارهای TRF در گیرنده موردنظر و ر د فرکانس های تداخلی و ک اهش عدد نویز گیرنده کمک می گیرند. مزایای گیرنده سوپر هترودین گیرنده ه ایی با بان د ،FM و AM باعث شده تا در مواردی که گیرنده رادیویی مورد نیاز است ، مانند مخابرات جانبی تکی و حتی گیرنده های رادار ی، فقط با تغییرات جزیی در اجزای آن به مناس ب ترین نوع گیرنده با همان اصول اولیه هترودین دست یافت. :(Mixers) میکسرها در بسیاری از گیرنده های راداری سوپر هترودین، میکسرها اولین طبقه آنها را تشکیل می دهند . اگر چه عدد نویز گیرنده هایی که در طبقه اول آنها میکسر وجود دارد به کمی گیرنده های دیگر نیست اما برای بسیاری از کاربردهای رادار که عوامل دیگری بجز نویز کم در آنها اهمیت دارند، قابل قبول می باشند . کار میکسرها آن تبدیل کند. دیودهای شاتکی و IF را با کمترین تلفات و بدون پاسخ های نادرست به انرژی RF است که انرژی سیلیکان دارای تماس نقطه ای که اتصال نیمه هادی به فلز در آنها دارای مقاومت غیرخطی می باشد بعنوان GaAs ، میکسر مورد استفاده قرار می گیرند . البته در فرکانسهای مایکروویوی یا بالاتر در خانواده دیود شاتکی (گالیم- آرسنیک ) نسبت به سیلیکان برتری دارد . دیودهای شاتکی نسبت به دیودهای معمولی (دارای تماس نقطه ای ) عدد نویز کمتر ی دارند اما دیودهای تماس نقطه ای سیلیکان کمتر می سوزند . یکی دیگر از اجزای نیز از اهمیت خاصی IF است همچنین در طراحی میکسرها تقویت کننده (LO) میکسرها، نوسان ساز محلی برخودار است زیرا در بهبود عدد نویز کلی تاثیر بسزایی دارد. هم ظاهر می شود. اگر بخواهیم که IF در فرکانس ،LO بدلیل رفتار غیرخطی میک سرها، نویز همراه با پیام حذف گردد. یکی از راههای حذف این نویز، LO گیرنده از بیشترین حساسیت برخوردار باشد، باید نویز همراه با در بین نوسان ساز محلی و میکسر می باشد. فرکانس مرک زی این فیلتر ،RF قرار دادن یک فیلتر باند باریک و فرکانسهای تصویر، در LO و پهنای طیف آن باید باریک باشد تا نویز موجود در پیام ،LO باید برابر فرکانس بدون مشکلات مربوط به فیلترهای باند باریک، ،LO میکسر ظاهر نگردد . یکی دیگر از روش های حذف نویز استفاده از میکسرهای متوازن است. استفاده نمی RF در اوایل، گیرنده ه ای سوپر هترودین مایکروویو در ابتدای مدار خود از تقویت کننده های ساخته شده اند که عدد نویز مناسبی دارند . تقویت کنند های RF کردند اما اکنون تعدادی تقویت کننده ترانزیستوری را می توان در بخش وسیعی از طیف فرکانس راداری مورد استفاده قرار داد، در ترانزیستور های نوع گالیوم – آرسنید ، نویز گرمایی بیشتر از نویز شاتکی می باشد، بنابراین با خنک کردن می توان نویز FET آنها را کاهش داد. در سیستم های راداری از گیرنده های سوپر هترود ین، بدلیل حساسیت خوب، بهره زیاد، قابلیت گزینش فرکانس و ضریب اطمینان خوب تقریبا همیشه استفاده می شود و هیچ نوع گیرنده ای قابل رقابت با این نوع گیرنده ها نیست ند. در طراحی و ساخ ت گیرنده رادار، عوامل بسیاری دخالت دارند، اما در اینجا فقط عدد نویز بدلیل اینکه تعیین کننده حساسیت گیرنده می باشد مورد بحث قرار می گیرد. عدد نویز: عدد نویز، مقدار نویز ایجاد شده توسط یک گیرنده واقعی، نسبت به نویز یک گیرنده ایده آل است و عدد نویز یک شبکه خطی را می توان به صورت زیر تعریف کرد: n F = out out in in S N S N = K B G N n out o T آنها برابر، اما عدد نویز و ( Bn ) در جایی که چند شبکه متوالی داشته باشیم در صورتی که پهنای باند نویز بهره مفید آنها متفاوت باشد نیز خواهیم داشت: 1 2 1 2 1 3 1 2 1 ... 1 1 ... 1 - - + + - + - = + N N t GG G F GG F G F F F ام می باشد. از طرف دیگر می توان نویز i بهره (گین) طبقه ،Gi ام و نیز i عدد نویز شبکه ، Fi که در آن نیز بیان کرد که عبارتست از مقدار دمای موجود در ورودی ( Te ) حاصل از یک شبکه را به صورت دمای نویز در خروجی می گردد بنابراین: DN شبکه که باعث ایجاد نویز N G eD = KT B ... 1 2 3 1 2 1 = + + + GG T G T T T e دمای نویز یک گیرنده چند طبقه عدد نویز یک گیرنده در حین کار رادار افزایش می یابد و باعث کاهش قابلیتهای آن می گردد . بنابراین در یک رادار عملیاتی باید وسیله ای برای نشان دادن عدد نویز فراهم گردد تا در صورتی که حساسیت گیرنده ب دتر شود، بتوان آن را تشخیص داده و تصحیح نمود . نشان دادن عدد نویز ممکن است به صورت خودکار انجام شود و یا توسط کاربر صورت گیرد . به کمک یک منبع نویز طیف پهن که شدت آن معلوم باشد، از قبیل لامپ گ ازی و یا یک منبع نویز نیمه هادی، می توان عدد نویز گیرنده را اندازه گیری نمود. علاوه بر عدد نویز، عوامل دیگری هم در انتخاب اولین طبقه یک گیرنده موثر هستند . هزینه، سوختن عناصر ، برد دینامیکی ، پهنای باند لحظه ای، مقدار قابلیت تنظیم، پایداری فاز و دامنه و نحوه خنک کردن، نیز بر انتخاب طبقه اول گیرنده تاثیر بسزایی دارند. :(Duplexer) داپلکسر داپلکسر وسیله است که به یک رادار امکان می دهد که هم بعنوان گیرنده و هم بعنوان فرستنده مورد استفاده قرار گیرد . در هنگام ارسال باید گیرنده را در برابر سوختن و یا خرابی محافظت کند و در هنگ ام دریافت باید مسیر را برای عبور پیام اکو باز نماید . داپلکسرها بخصوص در رادارهای پرقدرت ، از نوعی وسیله گازی (جهت خالی کردن بار خازن خود) و همچنین از قطعات نیمه هادی استفاده می کنن د. در موارد عادی ممکن است توان اوج فرستنده به چند مگاوات برسد و این در حالیست که بهترین توانی که گیرنده می تواند با ایمنی تحمل 60 جدایی ایجاد dB بکند ش اید کمتر از چند وات باشد بنابراین داپلکسر باید بین فرستنده و گیرنده بیش از کند و در عین حال پیامهای مورد نظر را تضعیف نکند، علاوه بر این در فاصله بین پالسها و یا زمانیکه رادار خاموش است، گیرنده باید در مقابل تابشهای پرقدرت رادارهای مجاور ک ه ممکن است با قدرتی کمتر از میزان لازم برای فعال کردن داپلکسر، اما بیش از میزان قابل تحمل برای گیرنده، وارد آنتن رادار گردند، محافظت گردد. برای این کاربرد دوگانه آنتن های رادار دو روش اصلی وجود دارد ، در روش قدیمی که بوسیله داپلکسر ارسال – ) TR انشعابی و داپلکسر متوازن انجام می شد و برای انجام عملیات قطع و وصل خود از لامپهای گازی دریافت) استفاده می کردند و در روش دوم ، برای جداسازی فرستنده و گیرنده از سرکولاتور (موجگردان ) فریت و دیود محدود کننده استفاده می کنند. TR و یک محافظ گیرنده شامل لامپ گازی :(Branch Type Duplexer) داپلکسر انشعابی و TR این نوع داپلکسر از قدیمی ترین اشکال داپلکسر است که مورد استفاده قرار گرفته و شامل یک کلید ضد ارسال – دریافت ) است که هر دوی آنها از نوع گازی هستند . هر گاه فرستنده روشن ) ATR یک کلید یونیزه می شوند و روش ن می شوند (شروع بکار می کنند ). در هنگام دریافت ATR وTR باشد، گاز درون که به فاصله 4 ATR فعال نیستند. مدار باز ATR و TR فرستنده خاموش است و هیچکدام از لامپهای از l خط انتقال اصلی فاصله دارد در مسیر خط انتقال مانند یک اتصال کوتاه ظاهر می شود و چون این اتصال کوت اه به اندازه 4 با خط انتقالی انشعابی گیرنده فاصله دارد، فرستنده به طور موثری از خط جدا شده و انرژی پیام l اکو مستقیما بسوی گیرنده هدایت می شود. :(Balanced Duplexer) داپلکسر متوازن این داپلکسر شامل دو قطعه موجبر است که به صورت طولی، کنار هم قرار گرفته و از یکی از دایواره ها بهم چسبیده اند و در محل اتصال دیواره باریک و مشترک آنها یک شکاف ایجاد شده که امکان انتقال انرژی بین دو شاخه را فراهم می کند . در حالت ارسال از طریق اولین اتصال شکافدار، انرژی به طور یکسان در هر دو موجبر فعال شده و انرژی را به سمت شاخه آنتن هدایت می کنند و در حالت TR توزیع می شود و هر دو لامپ غیر فعال هستند و پیام اکو از داپلکسر عبور نموده و به گیرنده می رسد. توان قابل تحمل TR دریافت، لامپهای این داپلکسر از داپلکسرهای انشعابی بیشتر است و پهنای باند آن هم وسیع تر می باشد. :(TR Tube) لامپهای ارسال و دریافت پرقدرت، یونیزه و فعال شده و با جذب RF این لامپها یک وسیله گازی هستند که به محض ورود انرژی انرژی به طور ناگهانی و به سرعت غیر فعال می گرد ند. داپلکسرهایی که از ابزارهای محافظ غیرفعال استفاده می کنند، مدت بازیابی (زمان گذرا) بین کسری از میکروثانیه تا ده ها میکروثانیه دارند و با بکارگیری اصول م التی پلکس (انتخاب سریع انرژی های مایکروویو توان بالا)، زمان بازیابی را می توان به زیر 5 نانوثانیه هم رساند. مالتی پلکس یک لامپ خلا است و صفحاتی د ارد که در اثر برخورد یک الکترون ، الکترونهای ثانویه زیادی الکترونها را وادار به برخوردهای پیاپی می کند تا با پرتاب الکترونهای ثانویه، یک ابر ،RF آزاد می کنند . انرژی ورودی حرکت RF الکترونی وسیع ایجاد نماید، این ابر الکترونی به صورت همفاز با نوسانات میدان الکتریکی را جذب م ی کند . ایراد م التی پلکسر آن است که پیچیده بوده و در صورت RF کرده و بخشی از انرژی میدان خاموش بودن دستگاه ایمنی گیرنده را تامین نمی کند. آنتن های راداری: نقش آنتن آن است که در حین ارسال، انرژی تابشی را به شکل یک پرتو معین که به جهتی خاص در فضا اشاره دارد متمرکز نماید و در هنگام دریافت، انرژی موجود در پیام اکو را جمع آوری نموده و به گیرنده تحویل دهد بنابراین ، آنتن رادار دو نقش متضاد اما هم ربط را ایفا می کند . این دو نقش عبارتند از بهره ارسال و سطح مفید دریافتی زیاد. سطح مفید وسیعی که برای کشف هدفهای دور لازم است، باعث باریک شدن پهنای پرتو می گردد و اهمیت پرتوهای باریک آنجا آشکار می شود که بخواهیم تعیین اندازه زاویه بطور دقیق انجام شود و یا هدفهای نزدیک بهم از یکدیگر تمیز داده شوند. مزیت فرکانسهای مایکروویو در سیستم های راداری آن است که برای سطوح به ابعاد فیز یکی کوچک ، می توان به راحتی پرتو های باریک ایجاد نمود و از ویژگیهای بارز آنتنهای راداری، پرتوهای جهت دار آنها می باشد که معمولا بسرعت می چرخند، با این دو پارامتر می توان محیط را حتی به صورت نقطه ای مورد بررسی قرار داد. در اینجا در مورد هدایت جهت دار پرتو دو تعریف متفاوت اما نزدیک به ه م برای آنتن وجود دارد، توانایی گویند و بهره توان (بهره انرژی) که با (GD ) آنتن در متمرکز کردن انرژی در یک جهت معین را ضریب هدایت نشان داده می شود ، که تلفات هدر دهنده آنتن را هم در نظر می گیرد اما تلفات سیستمی ناشی از G حرف عدم انطباق امپدانس یا قطبیت را شامل نمی شود. G = 2 4 l p e A = 2 4 l p aP A شدت تابش آنتن جهت دار مورد نظر
شدت تابش آنتن ایزتروپ (همه جهته) و با همان انرژی G = حداکثر شدت تابش
Directive Gain GD = میانگین شدت تابش -5 مراجع :
1) سیستمهای مخابراتی، ا.ب.کارلسون ترجمه محمد خیام روحانی
2) INTRODUCTION TO RADAR SYSTEMS
Third Edition - by Merrill I.Skolnic
3) ANTENE THEORY AND DESIGN L.Stutzman – Virginia Polytechnic Institute 4



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
رگولاتور ولتاژ

    رگولاتورها المانهای الکترونیکی هستند که جهت تامین یک ولتاژ مستقل از بار و ولتاژ ورودی به کار می روند که علارقم تغیرات ولتاژ ورودی و تغیرات در بار( جریان خروجی)  همواره دارای ولتاژ ثابتی می باشند البته با در نظر گرفتن محدوده تغییرات تعریف شده توسط کمپانی سازنده از این رو المانهای بسیار مفیدی در مدارهای الکترونیکی جهت تغذیه IC ها و دیگر مدارهای مجتمع می باشند.رگولاتورها بسته به ولتاژ و جریان مورد نیاز دارای تنوع زیادی می باشند .

 رگولاتورهای خطی (Linear)

    ازجمله ساده ترین انواع رگولاتورها هستند که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند  به طور مثال LM7805(5Volt),LM7812(12Volt),LM7905(-5Volt),LM7912(-12Volt),LF33(3.3Volt) ,LM317(ADJ)نمونه های متداول Linear در بازار هستند.از مشکلات این نوع بازدهی کم آنها و در نتیجه دفع انرژی به صورت گرما می باشد  در جریان های بالا بایستی حتما از Heat sink استفاده گردد.اما در جریانهای پایین بسیار مناسب می باشند.از جمله مزایای آنها قیمت مناسب  (حدود 200 تومان) و نویز پایین آنهاست.

در شکلهای زیر نمونه ای از این رگولاتورها را می بینید.

 رگولاتورهای سویچینگ

   با ظهور منابع سویچینگ تحولی در منابع تغذیه بوجود آمد و بازدهی این مدارها  چندین برابر شد.در اینجا فصد بحث در مورد منابع تغذیه سویچینگ و طراحی آنها را ندارم .از انواع رگولاتورهای سویچینگ سری (3Amp)LM2576  وLM2575(1Amp)می باشند. این IC در دو نمونه HV و معمولی در دسترس می باشد که در نوع HV ماکسیمم ورودی تا 60 ولت و در نوع معمولی تا 40 ولت می باشد.

این IC در ولتاژهای 15و12و5و3و3/3 و همینطور ADJ (قابل تنظیم 1.5تا 55) و با قیمتی در حدود 1000 تومان در دسترس می باشد .در شکل شماتیک مدار نمونه  آن را می بینید.

 

   برای LM2576 جریان 3 آمپر تضمین شده می باشد از جمله مزایای این رگولاتورها جریان خروجی بالا  بازدهی بالا تا 88% ولتاژ ورودی بالا – تا 40 ولت و در ورژن HV تا 80 ولت میباشد .

 کاربردها:

- رگولاتور سویچینگ کاهنده (Step Down یا Buck)  با بازده بالا و مدار بسیار ساده با 4 المان خارجی.

- تبدیل ولتاژ مثبت به منفی(Buck-Boost)

-استفاده به عنوان کاهنده ولتاژ پربازده قبل از رگولاتورهای خطی.

-بیشترین کاربرد این مدار در رگولاتور 5 ولی ساده با بازدهی بالا و جریان مناسب می باشد.

 

 منبع تغذیه بسیار عالی با LM2576HV ADJ

 این منبع بسیار کار آمد و مقرون به صرفه می باشد.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده

تا کنون با سنسورهای دما متفاوتی آشنا شده اید که از معروفترین ان ای سی lm35  است که یک ای سی آنالوگ می باشد.

اما در این قسمت یک ای سی دیگر دماسنج را برایتان معرفی می کنیم که این ای سی دیجیتال می باشد یعنی به این صورت است که این ای سی دارای ۳ پایه می باشد و یکی از پایه اطلاعات دما را به صورت دیتا به خروجی می دهد .(البته نه به صورت مستقیم).  

     smt160

smt160_yazdkit-3


در این قسمت نمای از این سنسور وترتیب ونوع پایه برای شما نمایش داده شده است.

۱:vcc

2:gnd

3:output

 

به دو پایه تغذیه +۵ ولت می دهیم و پایه سوم که خروجی است در حالت عادی فرکانسی حدود ۴ کیلو هرتز تولید می کند که نسبت به دما duty-cycle ان تغییر می کند . (منظور از دیو تی سایکل duty_cycle  نسبت زمان hight بودن پالس به کل زمان پالس در یک سیکل می باشد.) در واقع اطلاعات دما در این سیکل و در Duty_cycle نهفته شده است.

خرید پستی سنسور دما smt160

این سنسور می تواند دمایی حدود -۴۵  تا +۱۳۰  سانتی گراد ، با رزولیشون بالای  ۰.۰۰۵  سانتی گراد را اندازه گیری نماید.

 

کارخانه سازنده یک فرمولی مانند عکس زیر برای این ای سی مشخص کرده است.

smt160_yazdkit

smt160_yazdkit-1

 

 

که بر طبق فرمول در صورتی که ما d.c (duty-cycle)  را داشته باشیم می توانیم از طریق فرمول دما را بدست اوریم که در ادامه توضیحات کاملتری داده می شود.

این ای سی در  تیپ های مختلف ساخته شده است که در شهر یزد نوع TO92  وجود دارد که مانند ای سی  lm35  به شکل ترانزیستور می باشد.

در مورد تغذیه این ای سی باید بگم که می توان از ولتاژ ۴.۷۵ ولت تا ۷.۲ ولت را به ان وصل نمایید که بهترین ولتاژ ۵ ولت می باشد و جریان مصرفی این ای سی حدود ۱۶۰ تا ۲۰۰ میکرو آمپر می باشد.

فرکانس خروجی ای سی مابین ۱ تا ۴ کیلوهرتز می باشد و امپدانس خروجی ای سی ۲۰۰ اهم می باشد. این ای سی دماسنج مناسب برای میکرو پروسسورها است که فاقد  adc  می باشند مانند ۸۰۵۱ که به راحتی می توانند با این ای سی کار بکند.

از مزیت های دیگر این ای سی این است که می توانید با کابلی که بیش از ۲۰ متر طول داشته باشد ان را به میکرو متصل نمایید.

smt160_yazdkit-4

برای کاهش نویز بر روی مدار می توانید از مدار پیش نهادی زیر استفاده نمایید که در دیتاشیت ای سی اورده شده است.

smt160_yazdkit-2

و در آخر قیمت این ای سی در یزد حدود ۳۰۰۰ تومان می باشد.

ودر مورد برنامه

در این پروژه از میکرو Atmega8   و از زبان بیسیک برای برنامه نویسی استفاده شده است.

برای بدست اوردن دیوتی سایکل از تایمر ۱ استفاده شده است به این صورت که میکرو زمان Hight  بودن و  low  بودن یک سیکل خروجی را می شمارد سپس این دو زمان بدست آمده را با هم جمع میکند و در مرحله بعد زمان Hight  بودن را بر کل زمان یک پالس تقسیم می کند که بدین ترتیب  duty_cycle  بدست می اید.

که بر طبق فرمول زیر مراحل را انجام می دهد.

smt160_yazdkit-51

 

۱:   t(hight) + t(low)=T

2:   t(hight) / T= D.C

3:   D.c = D.C – 0.32

4:  Temp = D.c / 0.0047

 

 

در مجموع کار با این ای سی خیلی راحت است ولی اگر مشکلی داشتید می توانید ان را در تالار گفتمان سایت مطرح سازید.

برای دانلود بر نامه به همراه نقشه شماتیک و دیتا شیت ای سی بر روی عکس زیر کلیک نمایید.

پسورد فایل :  www.yazdkit.com

جهت دانلود فایل فایل شماتیک ، دیتا شیت وسورس برنامه sm160 بر روی عکس زیر کلیک نمائید.





ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
اشنایی با سنسورهای گازی

 

 

***********************************************************


آشنایی با سنسور های گاز سری MQ

 

از سری سنسور های تشخیص انواع گاز ، سنسور های سری MQ میباشد که کاربرد فراوانی دارند و با  قیمت های متفاوتی و در مدل های مختلفی دربازار ایران یافت میشود.

از نظر کارایی ونحوه استفاده نیز بسیار ساده میباشد اما تنها مشکل موجود در دانلود دیتا شیت های آن میباشد که براحتی یافت نمیشود. درا ین پست کاربرد هریک از ان را برای شما اماده کرده ایم 

tgs-813_139

همانطور که درشکل بالا میبنید یک هیتر برای گرم شدن سنسور هست که پایه vh مربوط به ان میباشد و باید به آن ولتاژ ۵ ولت وصل نمائید تا هیتر شما روشن شود دراین صورت سنسور شما کمی گرم میشود که جای نگرانی نیست

 

اما پایه دیگر vc نام دارد که به ان ولتاژ ۵ الی ۲۴ ولت وصل میشود البته در سنسور های مختلف این ولتاژ تغییر میکند که با افزایش گاز میزان هدایت در سنسور افزایش یافته وولتاژ خروجی در پایه vrl تغییر میکند و با افزایش گاز ولتاژ خروجی نیز افزایش پیدا میکند که با وصل ان به adc میکرو میتوان ولتاژ را اندازه گرفت و در هنگام افزایش گاز و افزایش ولتاژ خروجی ، دستگاه شما پردازش مورد نظر را انجام دهد
این مطلب توسط مدیر انجمن سایت جهت تکمیل مطلب ارسال شده است.

- همان طور که میدانید این سنسورها شمیایی هستند و برای فعال شدن آنها از یک هیتر داخلی استفاده شده پس توجه داشته باشید که هرچه این سنسور مدت زمان بیشتری روشن باشد دقت و حساسیت آن بیشتر هست . در ابتدای اتصال این سنسورها به برق ولتاژ خروجی از ۵ ولت شروع به کم شدن می کنه و نهایتا بهد از یک تایم حدود یک ساعت به یک سطح ولتاژ نسبتا ثابت می رسید حدود ۱.۲ تا ۲.۴ ولت که برای هرکدوم از سنسورها حتی با یک شماره هم این مقدار متفاوت هست این کم شدن ولتاژ ادامه داره و بعد از ۲۴ ساعت روشن بودن مداوم  تقریبا تغییری نداریم.

فقط در بعضی موارد نادر باید توجه داشت که در صورت استفاده از adc باید از این ولتاژ صرف نظر شود و در برنامه بعد از یک ساعت شروع به اندازه گیری کند و مقدار به دست اومده توسط adc با مقدار قبلی مقایسه و در صورت کمتر بودن مقدار کمتر به عنوان مبنا انتخاب شود .

عمر این سنسورها حدود ۵ سال است در صورت قرار نگرفتن در معرض گرد و خاک و رطوبت . دما و رطوبت در میزان اندازه گیری اثر دارند همچنین میزان ریپل تغذیه .
من با تعداد زیادی از این سنسورها کار کردم و به این تجربه رسیدم که هنگام اتصال سنسور برای اولین بار بوی سوختن می دهد که ناشی از حرارت هیتر است و چیز مهمی نیست

در این قسمت به معرفی سنسور ها می پردازیم

۱- سنسور MQ-2 حساس به کلیه گازهای مشتعل و دود

۲- سنسور MQ-3 حساس به گازهای طبیعی- متان

۳-سنسور MQ-4 حساس به گازهای طبیعی- متان

۴-سنسور MQ-5 حساس به گازهای LPG - گازهای طبیعی - گازهای ایجاد شده از سوختن

۵- سنسور MQ-6 حساس به گازهای LPG - Propane - iso-butane

6- سنسور MQ-7 حساس منواکسید کربن

۷- سنسور MQ-8 حساس به هیدروژن و گازهای ایجاد شده از سوختن

۸- سنسور MQ-9 حساس به کلیه گازهای مشتعل و CO

9- سنسور MQ214 حساس متان

۱۰- سنسور MQ216 حساس به کلیه گازها و گازهای ایجاد شده از سوختن

۱۱- سنسور MQ306A حساس به گازهای LPG - گازهای طبیعی - گازهای ایجاد شده از سوختن

۱۲- سنسور MQ307A حساس منواکسید کربن

۱۳- سنسور MQ309A حساس به کلیه گازهای مشتعل و CO

تا اینجا کل دیتا شیت های سری  MQ  معرفی شد

از لینک فوق می توانید  تمامی دیتا شیت ها را دانلود نمایید


پسورد و منبع فایل : www.amper.ir



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
خازن‌های حالت جامد(Solid Capacitor) و مادربردهایی با طول عمر بیشتر
 

اشاره :
خازن‌ها یکی از عناصر اصلی در هر مدار الکترونیکی می‌باشند.این قطعات با تنوع بسیار زیاد در نوع، شکل و اندازه،دارای وظایف گوناگونی در قطعات الکترونیکی مختلف هستند.

خازن‌های الکترولیت یکی از انواع مهم خازن‌ها است که از آن برای انجام وظایفی چون ذخیره موقت الکتریسیته ،فیلترینگ و... استفاده می‌شود. ساختمان این خازن‌ها بسیار ساده است.این خازن‌ها از دو ورقه آلومینیومی‌که به دور هم پیچیده شده‌اند و یک لایه عایق الکترولیت که میان آنها قرار گرفته ، تشکیل شده است.این خازن‌ها علاوه بر مزایای مهم ، دارای معایبی نیز هستند.

خازن‌های الکترولیت معمولا نمی‌توانند شدت جریان بالایی را تحمل کنند. این خازن‌ها دارای مقاومت ظاهری بالایی هستند که همین امر سبب می‌شود هنگام استفاده از آنها در جریان‌های بالا حرارت زیادی تولید شود.
حرارت بالا می‌تواند سبب بروز تغییرات در ماده الکترولیت شده و علاوه بر ایجاد تغییر در مشخصات الکتریکی خازن باعث نشت و یا باد کردگی خازن شود و ثبات عملکرد آن را از بین ببرد. بعلاوه مقاومت ظاهری این خازن‌ها هنگام کار در فرکانس‌های بالا افزایش یافته و همین امر باعث افزایش هرچه بیشتر تلفات توان و در نتیجه افزایش حرارت در آنها می‌گردد.
به دلیل افزایش فرکانس و مصرف توان قطعاتی چون پردازنده‌ها، حافظه و کارت‌های توسعه، مشکلات ایجاد شده توسط خازن‌های الکترولیت در کامپیوتر‌ها روز به روز بیشتر می‌شوند. از همین رو طراحان و تولید کنندگان شروع به استفاده از خازن‌های حالت جامد (Solid Capacitor ) در قطعات مختلف کامپیوتر نموده‌اند.

شکل 1: نمونه‌ای از خازن‌های الکترولیت


خازن‌های حالت جامد در حقیقت نوع جدیدی از خازن‌های الکترولیت هستند که با ارایه تمهیداتی مشکلات موجود در خازن‌های الکترولیت معمولی را برطرف کرده‌اند. ساختمان این دو نوع خازن تا حد زیادی شبیه به هم است. مهمترین تفاوت میان خازن‌های حالت جامد و خازن‌های الکترولیت معمولی ، در ماده الکترولیت به کار رفته در آنها است.
ورقه جدا کننده در خازن‌های معمولی از یک صفحه کاغذی که به ماده الکترولیت آغشته شده است تشکیل شده در حالی که در خازن‌های حالت جامد ورقه جدا کننده از ترکیب ماده الکترولیت  با یک پلیمر رسانا تشکیل می‌شود.
خازن‌های حالت جامد تقریبا تمامی ‌مشکلات موجود در خازن‌های الکترولیتی معمولی را برطرف کرده‌اند. این خازن‌ها دارای مقاومت ظاهری کمی‌ در فرکانس‌های بالا بوده و به همین دلیل حرارت کمتری را تولید می‌کنند.
ظرفیت خازن‌های حالت جامد با تغییر درجه حرارت تغییر نمی‌کند به همین دلیل می‌توان از آنها در محدوده حرارتی وسیع‌تری استفاده نمود.
این خازن‌ها توانایی کار در جریان‌های بالا را داشته و دارای طول عمر بیشتری نیز می‌باشند. طول عمر متوسط این خازن‌ها بین 60 تا 300 درصد بیش از خازن‌های الکترولیت معمولی است. در این نوع خازن‌ها، مشکلاتی چون بروز نشتی و یا باد کردگی به طور کلی از میان رفته است.
خازن‌های حالت جامد دارای ایمنی بالایی می‌باشند و هنگام استفاده از آن‌ها ثبات سیستم به نحو چشمگیری افزایش می‌یابد. علاوه بر این، این خازن‌ها فاقد مواد آلاینده بوده و زیانی را به محیط زیست وارد نمی‌آورند.
به علت توانایی کار در فرکانس‌های بالا، این خازن‌ها برای استفاده در منابع تغذیه سوییچینگ، مانند مدارهای تغذیه پردازنده بر روی مادربردها، ایده آل هستند.مشخصات منحصر به فرد و طول عمر بالای خازن‌های حالت جامد آنها را برای استفاده در سیستم‌هایی که به طور پیوسته و در مدت زمان طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند مناسب می‌سازد.

شکل 2 : نمونه‌ای از خازن‌های Solid Capacitor


به خاطر مزایای غیر قابل انکار خازن‌های حالت جامد، سازندگان قطعات مختلف الکترونیکی و کامپیوتری، شروع به استفاده گسترده از آنها در محصولات خود نموده‌اند.در این میان شرکت GIGABYE به عنوان یکی از بزرگترین تولید کنندگان مادربرد و دیگر سخت افزارهای کامپیوتری در جهان اقدام به ارایه مادربردهایی نموده است که به طور کامل از خازن‌های حالت جامد استفاده می‌نمایند. در حال حاضر سری مادربردهای DS و DQ این شرکت که بر پایه چیپ ست‌های سری P965 و G965 تولید می‌شوند تماما از این خازن‌ها استفاده می‌کنند.
این مادربردها برای کار به صورت مداوم و برای مدت طولانی ایده‌آل هستند.کافی نت‌ها، گیم نت‌ها و مکان‌هایی که مدت زمان زیادی از کامپیوترهای خود به صورت مداوم استفاده می‌کنند می‌توانند از مزایای این مادربرد‌ها بهره ببرند.
علاوه بر این به خاطر توانایی این خازن‌ها برای کار در فرکانس‌های بالا، مادربرد‌هایی که از این خازن‌ها استفاده می‌کنند دارای توانایی‌های بالایی در زمینه Overclocking هستند که همین مساله آنها را برای مشتاقان بازی‌ها و کاربرانی که می‌خواهند از حداکثر توانایی‌های سیستم خود استفاده کننده مناسب می‌سازد.

 



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
کارت صدا یکی از بردهای سخت افزاری استفاده شده در کامپیوتر است که باعث پخش (و ضبط) صدا می گردد. قبل از مطرح شدن کارت های صدا، کامپیوترهای شخصی برای پخش صدا، صرفا" از بلندگوی داخلی خود کامپیوتر استفاده می کردند. این بلندگوها انرژی مورد نیاز خود را از مادربرد کامپیوتر دریافت می کنند.

در اواخر سال 1980 استفاده از کارت صدا در کامپیوتر آغاز شد و همزمان با آن تحولات گسترده ای در زمینه کامپیوترهای چند رسانه ای ایجاد گردید. در سال 1989 شرکت Creative labs کارت صوتی (صدا) خود را با نام Creative Labs soundBlaster Card عرضه نمود. در ادامه آن شرکت های دیگر تولیدات خود را در این زمینه عرضه نمودند.


مبانی کارت صدا
یک کارت صدا دارای بخش های زیر است :

• یک پردازنده سیگنال های دیجیتال (DSP) که مسئولیت اجرای عملیات (پردازش) مورد نظر را بر عهده دارد.
• یک مبدل دیجتیال به آنالوگ (DAC) که وظیفه تبدیل اطلاعات صوتی ذخیره شده در کامپیوتر را به صوت واقعی که گوش انسان می شنود، بر عهده دارد.

• یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تبدیل صوت ورودی به کامپیوتر به صورت اطلاعات دیجیتال جهت ذخیره سازی در کامپیوتر به کار می رود.

• حافظه ROM یا Flash برای ذخیره برنامه کنترل پردازنده و برنامه های لازم مربوط به کارت صوتی.

• یک اینترفیس دستگاههای موزیکال دیجیتالی (MIDI) برای اتصال دستگاه های موزیک بیرون از کامپیوتر.

• کانکتورهای لازم برای اتصال به میکروفن و یا بلندگو .

• یک پورت خاص "بازی" برای اتصال Joystick .


اتصال اغلب کارت های صدا که امروزه استفاده می شود از طریق شکاف یا شیار (اسلات) PCI کامپیوتر بوده که در یکی از اسلات های آزاد و بلااستفاده مادر برد نصب می شود. کارت های صوتی قدیمی در اسلات ISA مادربرد نصب می شدند.

البته چون امروزه استفاده از کارت صوتی به یک ضرورت تبدیل شده، در اکثر کامپیوتر های جدید کارت صدا به صورت یک تراشه Sound Blaster بر روی برد اصلی قرار می گیرد. اغلب تولید کنندگان کارت صدا هم از این نوع تراشه ها یا تراشه های مشابه، استفاده کرده و بردهای خود را تولید می کنند. البته آنها امکانات و قابلیت های دلخواه خود را به کارت های صدای طراحی شده اضافه می نمایند.


کارت صدا را می توان به یکی از دستگاه های زیر متصل نمود :

• هدفون

• بلندگو (Speaker)

• یک منبع ورودی آنالوگ نظیر : میکروفن، رادیو، ضبط صوت یا CD player

• یک منبع ورودی دیجیتال نظیر CD-Rom

• یک منبع آنالوگ خروجی نظیر ضبط صوت

• یک منبع دیجیتال خروجی نظیر CD-R


عملیات کارت صدا
یک کارت صدا قادر به انجام چهار عملیات خاص در رابطه با صدا است :

• پخش موزیک های از قبل ضبط شده (از CD فایل های صوتی نظیر mp3 و یا Wav) یا بازی یا DVD

• ضبط صدا با حالات متفاوت

• ترکیب نمودن صداها

• پردازش صوت های موجود

عملیات دریافت و ارسال صوت (صدا) برای کارت صدا از طریق بخش های DAC و ADC انجام می گیرد. پردازش های لازم و مورد نیاز بر روی صوت توسط DSP انجام می شود و بدین ترتیب عملیات و پردازش اضافه ای بر روی پردازنده اصلی کامپیوتر تحمیل نمی کند.


تولید صوت
فرض کنید، قصد داشته باشیم که از طریق میکروفن، صدای خود را به کامپیوتر انتقال دهیم. در این حالت بایستی یک فایل صوتی با فرمت wav ایجاد شده و داده های ارسال شده از طرف میکروفن در آن ذخیره گردد. این فرآیند شامل مراحل زیر است:

1 - کارت صدا از طریق کانکتور میکروفن سیگنال های پیوسته و آنالوگی را دریافت می دارد.

2 - از طریق نرم افزار مربوطه نوع دستگاه ورودی برای ضبط صدا را مشخص می نمائیم(گزینه).

3 - سیگنال آنالوگ ارسالی توسط میکروفن بلافاصله (همزمان و به روش سخت افزاری) توسط تراشه مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) تبدیل به کدهای صفر و یک (کد صوت ها) می شود.

4 - کدهای خروجی تولید شده توسط ADC در اختیار تراشه DSP قرار می گیرد تا پردازش های لازم توسط آن انجام گیرد. DSP توسط مجموعه دستوراتی که در تراشه دیگر (ROM) است برای انجام عملیات مورد نظر برنامه ریزی می گردد. عملکرد DSP را در اینحالت می توان به مثابه یک پردازنده مستقل تصور کرد که توسط یک برنامه از قبل آماده شده، عملیات پردازش را بر روی داده های دیجیتال شده انجام می دهد. یکی از عملیاتی که DSP انجام می دهد فشرده سازی داده های دیجیتال به منظور ذخیره سازی در کامپیوتر است .

5 - صوتی که هم اکنون به داده های دیجیتال تبدیل شده و به عنوان خروجی DSP است، با توجه به نوع اتصالات کارت صدا، در اختیار گذرگاه داده کامپیوتر قرار داده می شود.

6 - داده های دیجیتال توسط پردازنده اصلی کامپیوتر پردازش شده و در ادامه برای ذخیره سازی در اختیار کنترل کننده هارد دیسک گذاشته می شود. کنترل کننده هارد دیسک، اطلاعات پردازش شده و آماده ذخیره سازی را بر روی هارد دیسک و به صورت یک فایل صوتی ذخیره خواهد کرد.


شنیدن صدا
مراحل گوش دادن و پخش صدا برعکس روش ضبط آن است:

1 - داده های دیجیتال از هارد دیسک خوانده شده و در اختیار پردازنده اصلی قرار می گیرند.

2 - پردازنده اصلی داده ها را به کارت صوتی و برای پردازش در DSP موجود بر روی کارت صدا ارسال می دارد.

3 - DSP داده های دیجیتال را ازحالت فشرده خارج نموده و سپس داده های دیجیتال غیرفشرده شده توسط DSP بلافاصله (همزمان) توسط مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) پردازش می شود و یک سیگنال آنالوگ ایجاد می گردد. سیگنال های فوق از طریق هدفون یا بلندگو قابل شنیدن است.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده

آشنایی با فن آوری نوین «بیومتریک»  زیست سنجی (Biometric)و کاربردهای آن

 

 

آیا شما همان فردی هستید که خودتان می گویید؟ شاید تا چندی دیگر، برای اثبات آشنایی با فن آوری نوین «بیومتریک»  زیست سنجی (Biometric)و کاربردهای آن  - محمد حسین تقوایی زحمتکش - وبلاگ فن آوری اطلاعات یزد این قضیه فقط ارائه کارت شناسایی کافی نباشد و مجبور شوید خود را نیز در معرض اسکنرهای بیومتریک قرار دهید.

 

واژه «بیومتریک» به طیف گسترده ای از فناوری هایی اطلاق می شود که هویت افراد را به کمک اندازه گیری و تحلیل خصوصیات انسانی شناسایی می کنند. در یک تعریف عام تر، بیومتریک را علم و فناوری اندازه گیری و تحلیل آماری داده های بیولوژیکی معرفی کرده اند اما تعریف دقیق تر و فنی تر آن که امروزه رایج شده به قرار زیر است:

 

هر خصوصیت فیزیولوژیکی یا ویژگی رفتاری منحصر به فرد و متمایز کننده، مقاوم و قابل سنجش که بتواند برای تعیین یا تأیید خودکار هویت افراد به کار رود، بیومتریک نام دارد.

 

سیستم های بیومتریک داده هایی از کاربر را ذخیره و هر بار که لازم شد برای تعیین هویت و تصدیق اصالت فرد این داده ها را مقایسه می کنند.

 

سال ها پیش کشور فرانسه سیستمی را ابداع کرد به نام سیستم برتیلون (Bertilon) که برای تعیین هویت از تحلیل اثر انگشت استفاده می کرد. امروزه، تکنولوژی های بیومتریک مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد و هر کدام مبتنی بر یک خصوصیت فیزیولوژیکی یا رفتاری افرادند.

 

 

روش های تشخیص هویت

 

روش های تشخیص هویت موجود با ۳ عامل تقسیم بندی می شوند:

 

۱) چیزهایی که کاربران می دانند (Some things the user knows) برای مثال، رمز عبور شخصی (Password).

 

۲) چیزهایی که کاربران به همراه دارند (Some things the user have) مانند کارت های خودپرداز و کارت های هوشمند.

 

۳) چیزهایی که مربوط به خود کاربران است (some things the user are) برای نمونه اثر انگشت، الگوی شبکیه و عنبیه و غیره.

 

هر کدام از گزینه های بالا مزایا و معایبی دارند. کلمات عبور ممکن است حدس زده شوند یا لو بروند، اما به کاربر اجازه می دهد که قدرت خود را در اختیار شخص دلخواه دیگری قرار دهد. به علاوه، بسیاری از افراد به سادگی کلمات عبور را فراموش می کنند، مخصوصاً اگر به ندرت از آنها استفاده کنند.

 

چیزهایی که کاربران دارند می توانند گم یا دزدیده شوند، اما می توانند در صورت لزوم به شخص دیگری منتقل یا قرض داده شوند.مشخصات فیزیکی انعطاف ندارند و برای نمونه، نمی توان آنها را از طریق تلفن به شخص یا جای دیگری منتقل کرد.

 

طراحان سیستم های امنیتی باید این سؤال را مطرح کنند که آیا کاربران باید توانایی انتقال اختیارات شان را به دیگران داشته باشند یا خیر؟ پاسخ این سؤال در انتخاب نوع و روش شناسایی و تعیین هویت مؤثر است. به علاوه، روش های شناسایی می توانند به صورت ترکیبی نیز مورد استفاده قرار بگیرند. برای مثال یک کارت و یک کلمه عبور به همراه یکدیگر برای ورود به حساب بانکی درخواست شود.

 

 

سامانه بیومتریکی

 

سامانه بیومتریکی یک سامانه تشخیص الگو است که هویت اشخاص را تعیین یا تأیید می کند و این عملیات را با استفاده از اطلاعات بیومتریک کاربران انجام می دهد. نخستین گام در استفاده از این سامانه ثبت اطلاعات بیومتریکی کاربران در بانک اطلاعات (Data Base) سامانه است که پس از ثبت اطلاعات افراد در این سامانه، دو نوع خدمت از سامانه بیومتریکی در خواست می شود: تأیید هویت و تعیین هویت.

 

 

 

آزمایش زیست سنجی (Biometric)

 

آزمایش زیست سنجی (Biometric) در سامانه بیومتریک شامل سه گام است: ثبت مشخصات، مقایسه و به روز رسانی.

 

۱) ثبت مشخصات:

 

کاربران با سنجش های اولیه در سیستم ثبت نام می شوند. این عمل در چندین مرحله برای ثبت اطلاعات دقیق انجام می گیرد.

 

 

۲) مقایسه:

 

گام بعدی مقایسه نمونه با الگوی مرجع است. در این مرحله تعیین سطوح مناسب خطای مجاز (tolerance) خصوصاً برای سنجش رفتاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

 

 

۳) به روز رسانی:

 

تمامی سیستم های بیومتریک مخصوصاً آن هایی که از خصوصیات رفتاری کاربر استفاده می کنند، باید برای به روزرسانی الگوی مرجع طراحی شده باشند.

 

 

اجزای سامانه بیومتریک

 

سامانه بیومتریک از ۳ جزء اصلی تشکیل می شود:

 

 

۱) ابزار اندازه گیری:

 

 ابزار طراحی شده در سیستم بیومتریک در حقیقت نقش واسطه با کاربر را برعهده دارد و لذا باید به راحتی توسط کاربران قابل استفاده باشد و در عین حال احتمال خطا در آن بسیار کم باشد.

 

 

۲) نرم افزار:

 

 این نرم افزار که براساس الگوریتم های ریاضی طراحی شده است، متغیرهای سنجش شده را با الگوی مرجع موجود در بانک اطلاعات مقایسه می کند.

 

 

۳) سخت افزار:

 

 در طراحی سامانه بیومتریکی، به قطعات سخت افزاری و کاربرد آنها باید بیش از سایر دستگاه های مشابه توجه نشان داد تا در انجام محاسبات دچار خطا نشود.

 

 

تعیین هویت

 

در فرایند تعیین هویت، سؤالی که مطرح می شود این است که او چه کسی است؟

 

دستگاه بیومتریک پس از دریافت داده های بیومتریک توسط شخص متقاضی به انجام عمل مقایسه می پردازد که این مقایسه میان اطلاعات بیومتریک شخص با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات انجام می گیرد. در این حالت، فرض بر این است که اطلاعات فرد در بانک اطلاعات موجود است.

 

 

تأیید هویت

 

در فرایند تأیید هویت، سؤالی که به دنبال پاسخش می گردیم، این است که آیا او همان فردی است که ادعا می کند؟

 

در تأیید هویت، ابتدا متقاضی با استفاده از نام یا وارد کردن رمز عبور و یا یک مدرک شناسایی ادعا می کند که هویت خاصی را دارد. سپس سامانه به مقایسه داده های بیومتریکی مدعی با داده های ثبت شده در بانک مشخصات می پردازد و ادعای وی را مورد بررسی قرار می دهد و نتیجه را اعلام می کند.

 

 

انواع بیومتریک ها

 

ـ بررسی های بیومتریک به دو دسته عمده تقسیم می شود:

 

 

۱) تکنیک های رفتاری (Behavioral):

 

در این روش، طرز انجام کاری توسط کاربر سنجیده می شود. مانند امضا کردن یا بیان کردن یک عبارت.

 

 

۲) فیزیکی (Physiometric) :

 

در این حالت، یک خصوصیت فیزیکی مانند اثر انگشت یا الگوی عنبیه مورد سنجش قرار می گیرد.

 

 

تکنیک های رفتاری (Behavioral):

 

۱) امضا نگاری(scan-signature):

 

تحلیل نحوه امضا کردن یک شخص که غالباً از آن به عنوان تشخیص امضای دینامیکی نام برده می شود، یکی از بیومتریک های رفتاری است. از پارامترهای اصلی تحلیل امضا می توان به موارد زیر اشاره کرد: شکل استاتیکی امضا، زمانی که صرف امضا کردن می شود، سرعت، شتاب، زاویه قلم، فشار وارده برقلم و نیز فشار وارده بر کاغذ، تعداد دفعاتی که قلم از روی کاغذ برداشته می شود که این موارد برای اشخاص مختلف در حدود ۹۵ درصد متفاوت است.

 

 

۲) نحوه تایپ کردن (scan key-Stroke):

 

روشی که یک نفر با صفحه کلید تایپ می کند، یکی دیگر از بیومتریک های رفتاری است. تایپیست های ماهر تقریباً خیلی زود از الگوهای تایپ کردن شان تشخیص داده می شوند. در این روش، زمان پائین نگه داشتن کلیدها، سرعت زدن کلیدها، میزان خطا در زدن کلیدها وغیره از عوامل مهم است. پیاده سازی های فعلی به دلیل مشکلات یکسان نبودن صفحه کلیدها و تأخیر نرم افزارها در جواب دهی، به سیستم آزمایشگاه محدود شده اند.

 

به علاوه، هزینه پائین و عملیات شفاف، این روش را به یک روش بسیار جذاب و ساده برای کاربردهایی همانند محافظت از سیستم های خبره تبدیل کرده است.

 

 

۳) تشخیص صدا (scan-Voice):

 

در این سیستم، صدای کاربران، نوع و ضرباهنگ آن سنجیده و رتبه بندی می شود. سپس این عدد با اعداد مشابه پیشین مقایسه می گردد. از جمله موارد استفاده آن اعطای اجازه ورود به مکان های محافظت شده است، ولی این سیستم بیشتر برای تأیید هویت از راه دور توسط تشخیص صدا در ارتباطات تلفنی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

با وجود افزایش کیفیت این سیستم- دقت آن هنوز به اندازه سیستم های دیگر بیومتریک نیست زیرا تشخیص صدای فرد ممکن است تحت تأثیر شرایط فیزیکی وی (خستگی، سرماخوردگی، خواب آلودگی و غیره) تغییر کند. به علاوه، ابزار مورد استفاده مانند نوع تلفن نیز می تواند روی فرایند تشخیص صدا اثر بگذارد. از این رو، از این سیستم معمولاً همراه با سایر سیستم های بیومتریک استفاده می شود.

 

عوامل دیگری هم به تازگی مورد استفاده قرار گرفته اند که کاربرد آنها محدود تر است. مانند نحوه راه رفتن، الگوی رگ های پشت دست، شکل گوش، بوی بدن و غیره.

 

 

فیزیولوژیکی فیزیکی (Physiometric) :

 

۱) اثر انگشت scan- Finger:

 

این روش از قدیمی ترین روش های آزمایش تشخیص هویت است، هرچند در گذشته های دور تنها در زمینه جرم شناسی از آن استفاده می شد. سیستم های بیومتریک می توانند جزئیاتی از اثر انگشت مانند تقاطع ها، کناره ها و برجستگی ها را ذخیره و سپس آنها را به نمونه های موجود در مرجع مقایسه کنند.

 

اسکنرهای نوری که در این روش مورد استفاده قرار می گیرد، ابتدا تصویر برآمدگی ها و شیارهای انگشت را ثبت می کند؛ سپس با قرار گرفتن انگشت روی اسکنر، جزئیات بسیار کوچکی مانند محل انشعاب چند شاخه ای خطوط انگشت و یا محل به انتها رسیدن برآمدگی های آن با تصویر اثر انگشت موجود در سیستم مقایسه می گردد.

 

از اسکن اثر انگشت برای گرفتن اجازه ورود به مکان های امنیتی و یا دسترسی به اطلاعات کامپیوتر استفاده می شود. کاربران می توانند با داشتن یک اسکنر اثر انگشت برای کامپیوتر شخصی خود و ورود به آن و دسترسی به فایل ها را محدود کنند.

 

میزان دقت اسکن های بیومتریک در حدود ۹۵ درصد است. البته این دقت به عواملی مانند جنسیت، خصوصیات نژادی و مواد شیمیایی نیز بستگی دارد.

 

 

۲) اسکن عنبیه (scan-Iris):

 

الگوی به کار رفته در عنبیه هر شخصی منحصر به فرد است. این الگو در چشمان راست و چپ یک شخص نیز یکسان نیست. از این رو، خطای این روش بسیار کم و در حدود ۱ به ۱۰ میلیون است. اسکن کردن عنبیه توسط دوربین های مادون قرمز صورت می گیرد.

 

 

۳) اسکن شبکیه (scan- Retina):

 

هر شبکیه نیز دارای الگوی خاص خود است که در سامانه های بیومتریکی توسط یک پرتو نوری اسکن می شود. این روش در کاربردهای امنیتی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

۴) هندسه دست (scan-Hand):

 

بعضی از سامانه های بیومتریکی مبتنی بر اسکن دست اند. این اسکن خطوط کف دست، عروق خونی پشت دست و یا هندسه دست را مورد بررسی قرار می دهد. در خصوص هندسه دست از تصاویر ۳ بعدی دست و اندازه گیری پهنا، عرض و طول انگشتان و بندانگشتان استفاده می شود. به این ترتیب که کاربر دست خود را در فضای مشخص شده قرار می دهد و دوربین از زوایای بالا و کنار با تهیه تصاویر ۳ بعدی اطلاعات را از دست کاربر استخراج و سپس آنها را با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات خود مقایسه می کند.

 

 

۵) چهره نگاری (scan-Facial ):

 

در این روشن، از ویژگی های متمایز و منحصر به فرد چهره استفاده می شود. بنای کار این روش بر دو نوع تصویر برداری ویدیویی و حرارتی است که روش اول از رواج بیشتری برخوردار و طرز به کارگیری آن نیز نسبت به روش دوم آسان تر است. اساس کار این روش مبتنی بر محل نقاط کلیدی صورت از قبیل چشم ها، دهان و سوراخ های بینی است. در روش دوم، براساس گرمای نقاط مختلف صورت کاربر، اطلاعات آنها در سیستم نگه داری شده، سپس با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات مقایسه می گردد تا درستی آن مشخص شود.

 

 

کاربردهای بیومتریک

 

۱) شناسایی مجرمان:

 

برای شناخت و دستگیری مجرمان کافی است که آثار انگشتان آنها را با اطلاعات موجود در بانک اطلاعات مقایسه کرد.

 

 

۲) دسترسی به اطلاعات سیستم ها:

 

برای ورود به اطلاعات مهم و حیاتی هر سازمانی می توان از اسم رمز و نیز اسکن عنبیه به طور همزمان استفاده کرد.

 

 

۳) دسترسی فیزیکی و حضور زمانی:

 

در نسل جدید ساعت های حضور وغیاب، از روش های اسکن چهره استفاده می شود.

 

 

۴) شناسایی شهروندان:

 

برای شناسایی و ثبت مشخصات شهروندان می توان از انواع سامانه های بیومتریکی اشاره شده استفاده کرد.

 

 

۵) تجارت الکترونیک:

 

با استفاده از کارت های اعتباری و شناسه های بیومتریک از امنیت بالاتری نسبت به گذشته برخوردار شده است.

 

 

مزایای فناوری های بیومتریک

 

۱) غیر قابل حدس زدن

 

۲) غیر قابل فراموشی و غیر قابل سرقت

 

۳) سرعت و راحتی استفاده

 

۴) عدم نیاز به هزینه های امنیتی جهت استفاده از نیروی انسانی

 

۵) غیر قابل تقلب

 

۶) امکان تعیین هویت اصلی و واقعی افراد

 

فناوری های بیومتریک از جمله فناوری هایی به حساب می آیند که هزینه تمام شده نسبتاً بالایی دارند و بنابراین ممکن است برای افراد و یا سازمان های کوچک استفاده از آنها به صرفه نباشد. اما در یک مقایسه کلی تر، با توجه به امنیت بالای سیستم های بیومتریک نسبت به سیستم های سنتی مانند قفل و زنجیر و نگهبان و غیره شاید بتوان گفت که در دراز مدت استفاده از این فناوری برای سازمان ها به صرفه باشد و در مقابل نیز با توجه به تولید نسخه های جدید تر از این گونه سخت افزار ها و تولید انبوه آنها، صرفه جویی بیشتر شامل حال کاربران شود و قیمت آنها بسیار پائین تر بیاید.

 

درباره نواقص این سیستم ها نیز می توان عنوان کرد که با توجه به امنیت بالای آنها شاید پس از اتفاقی، خود شما هم نتوانید به حساب بانکی خود وارد شوید و پول برداشت کنید. آیا در آن لحظه هم نظرتان نسبت به فناوری های بیومتریک مثبت است؟

ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

اثر هارمونیک ها بر خازن ها

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر...

 

نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد.از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها ، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر.
کلید واژه- خازن قدرت ، فرکانس ، هارمونیک ها.
مقدمه
درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند : موتورهای القایی سه فاز،گرم کنندها وروشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ..... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت ، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی).

پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC ، نرم راه اندازها ، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج  در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود.


اساس هارمونیک ها :
اصولا هارمونیک ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و .... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد :
 
 

هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.    
 

تشدید:
اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود.
در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی ، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.
برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه
: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند.
 
تشدید سری:
یک ترکیب سری رآکتنس سلفی – خازنی ، مدار تشدید سری شکل می دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.
 
 
به خاطر ترکیب سری سلف و خازن ، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنا براین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند.این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید ، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد.
 
 


در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود.
 

تشدید موازی:
یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است.
 
 

در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر ، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این ، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه  امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود.
 
 


در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف – خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است.
ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است.اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از زمانی به زمان دیگر است که موجب تغییر فرکانس تشدید می شود. شکل زیر تاثیر ظرفیت خازنی ثابت و اندوکتانس متغیر را نشان می دهد.
 

 
این تغییر مداوم فرکانس تشدید ممکن است موجب تطبیق فرکانس تشدید بر فرکانس هارمونیک شود که ممکن است منتج به ولتاژ بالا و جریان بالا که سبب نقص و خرابی تجهیزات الکتریکی می شوند ، گردد.بنا بر این در هر دو تشدید موازی و سری خازنهای قدرت متاثر هستند که بکار گیری دستگاه های حفاظتی و ایمنی را برای خازنها ایجاب می نماید. این امر درک صحیح بر خازنهای قدرت را قبل از از اعمال تصحیح بخاطر تاثیر هارمونیک ها و تشدید ایجاب می نماید.
 
خازنهای قدرت:
خازنهای اصلاح ضریب توان نسبت به هارمونیک ها حساس اند و بیشتر عیوب خازنهای قدرت ، عیوبی با طبیعت زیر را نشان می دهند :
هارمونیک ها – هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و ...
تشدید
اضافه ولتاژ
امواج کلید زنی
جریان هجومی
ولتاژ آنی بازگیری جرقه
تخلیه / بازبست ولتاژ
 
بسته به طراحی ساختاری اساسی ، حدود پایداری در مقابل اضافه ولتاژ ، اضافه جریان و هارمونیکها برای دور کردن خازن از خرابی بسیار مهم است.
اساسا خازن ها امواج کلید زنی تولید می کنند که عموما به عنوان جریان هجومی و اضافه ولتاژ آنی دسته بندی می شوند.
جریان هجومی پدیده ای است که هنگام به مدار وصل کردن خازن ها رخ می دهد. امپدانس ارائه شده توسط خازن طبیعتا بسیار کم و مقاومتی است. این امر منجر به جریان هجومی به بزرگی 50 تا 100 برابر جریان اسمی می شود که از خازن عبور می کند ، اما چرا از خازن؟ زیرا امپدانس ترانسفورماتور در زمان روشن کردن خازن ها فقط در مقابل شار جریان مقاومت می کند.
این امر هنگامی پیچیده تر می گردد که در ترکیب موازی بانک خازنی ممکن است جریان هجومی کلید زنی به سطحی بالاتر از 200 تا 300 برابر جریان اسمی برسد. این جریان هجومی نتیجه تخلیه خازن های از پیش شارژ شده موازی با آن می باشد. در زیر این مطلب نشان داده شده است.نوعا جریان هجومی علاوه بر تخریب در شکل موج جریان سبب تخریب در شکل موج ولتاژ می شود.
 
 
در هنگام خاموش کردن (از مدار خارج کردن) خازن ها ، بسته به شارژ ذخیره شده در آن ، اضافه ولتاژ ناگهانی بالاتری در زمان خاموش کردن خازن ها بوجود خواهد آمد که ممکن است موجب پدید آمدن جرقه در پایه ها شود.
هنگامی که خازن خاموش می شود شار الکتریکی در خود نگه می دارد و بوسیله مقاومتهای تخلیه ، تخلیه (Discharge) می شود. مدت زمان تخلیه عموما بین 30 تا 60 ثانیه می باشد. تا زمانی که تخلیه بشکل موثری صورت نگرفته نمی توان خازنها را به مدار باز گرداند. هرگونه بازبست خازن قبل از تخلیه کامل دوباره موجب افزایش جریان هجومی می شود.
 
علاوه بر دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها که با صحت خازن ها نسبت مستقیم دارند ، و در سر خط بعدی تشریح می شوند ، دستگاه های تحلیل برنده امواج کلید زنی مثل جریان هجومی ، اضافه ولتاژ آنی و غیره نیاز دارند که بطور دقیق تعریف و بررسی شوند.
 
دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها:
برای کاربری سالم خازن ها لازم است که فرکانس تشدید مدار LC (سلف – خازن) که شامل ادوکتانس بار و خازنهای اصلاح ضریب توان می شود ، به فرکانسی دور از کمترین فرکانس هارمونیک تغییر داده شود. برای مثال هارمونیک هایی که در سامانه تولید می شوند و خازن های قدرت را متاثر می سازند ، هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و غیره هستند. پایین ترین هارمونیکی که بر خازن ها تاثیر می گذارد هارمونیک پنجم است که در فرکانس 250 هرتز دیده می شود. اساسا اگر خازن ها با سلف ها موازی شده باشند ، انتخاب مقدار اندوکتانس به شکل زیر است :
ترکیب سری LC (سلف – خازن) در فرکانسی زیر 250هرتز تشدید می کند . بنابراین در همه فرکانس های هارمونیک ها ترکیب سری سلف و خازن مانند یک ترکیب سلفی عمل خواهد کرد و امکان تشدید برای هارمونیک پنجم یا هر هارمونیک بالاتری از بین می رود. شکل زیر نامیزان سازی (De – Tuning) خازن ها را نشان می دهد.
 
 
این ترکیب سلف و خازن که در آن فرکانس تشدید در فرکانسی دور از فرکانس هارمونیک تنظیم شده است ، مدار LC (سلف – خازن) نامیزان شده
(De-Tuned) نام دارد. ضریب نا میزان سازی نسبت رآکتنس به طرفیت خازنی است. در مدار خازنی نامیزان شده ، اساسا سلف مانند دستگاه مسدود کننده هارمونیک ها عمل می کند. برای خازن ها ضریب مناسب نامیزان سازی حدود % 7 است که فرکانس تشدید را در 189 هرتز تنظیم می کند.
اما ، نامیزان سازی % 5.67 همچنین در جایی استفاده می شود که فرکانس تشدیدی معادل 210 هرتز دارد . هر دو درجه نامیزان سازی ، مسدود کردن (بلوکه کردن) هارمونیک ها از خازن ها را تضمین می کنند. شکل زیر درجه نامیزان سازی را نمایش می دهد.
 
 
 


بانک های نامیزان سازی خازن:
بانک های نامیزان سازی خازن نیازمند آن هستندکه با نکات اساسی زیر مشخص شوند :
انتخاب درجه نامیزان سازی
محاسبه خازن کل خروجی مورد نیاز
محاسبه افزایش ولتاژ بوسیله سلف های سری
درجه نامیزان سازی مطلوب بر پایه هارمونیک موجود است. لازم است که هارمونیک های سمت بار اندازه گیری شوند تا در درجه نامیزان تصمیم گیری شود.
*
خروجی خازن و سطح ولتاژ نیاز به انتخاب صحیح بر اساس درجه نامیزان سازی دارند. برای مثال برای %7 نامیزان سازی برای رسیدن به 200 کیلو ولت آمپر رآکتیو خروجی (KVAR) در 400 ولت ، نیاز به آن داریم که خازن 240 KVAR خروجی با ولتاژ 400 ولت انتخاب نماییم. این بدلیل افزایش ولتاژ بوسیله اندوکتانس سری است. مشابها برای رسیدن به 200 KVAR خروجی در ولتاژ 440 ولت به خازن های 240 KVAR خروجی 480 ولتی نیاز است.
محاسبه افزایش ولتاژ به سبب رآکتنس سری ، بر اساس نامیزان سازی است و به روش زیر انجام می گیرد :
( درجه نامیزان سازی – 1) / (ولتاژ نرمال مجاز) = ولتاژ خازن
 

سامانه خازنی ایده آل:
برای تصحیح ضریب توان در بار صنعتی کنونی که شامل هارمونیک ها و تشدید می شود ، یک سامانه اتصال خازنی اساسا باید خصوصیات زیر را دارا باشد :
ظرفیت خازنی متغیر بر اساس توان رآکتیو برای دوری از تغییر فرکانس تشدید. این امر انتخاب صحیح پنل های APFC را ممکن می سازد. پنل APFC باید خصوصیات زیر را داشته باشد.
حسگرها باید به طور مداوم سطح هارمونیک های ولتاژ را نمایش دهد و خازن ها را تحت زیر سطوح بالاتر هارمونیک ها محافظت نماید.
انتخاب محدوده هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و همچنین شناخت تخریب همه هارمونیک ها برای تنظیم حدود ایمن و همچنین پیش بینی تغییرات بعدی هارمونیک ها.
مونیتورینگ جریان RMS برای محافظت خازن ها تحت هر حالت تشدید.
کنترل مشخصات ، برای دوری از بکارگیری ظرفیت مازاد خازنی تحت حالت کم بار.
انتخاب خازن با عمر بالا و با تضمین مشخصات زیر :
ظرفیت اضافه بار : حداقل دو برابر جریان اسمی به طور مداوم و 350 برابر آن هنگام جریان هجومی.
قابلیت پایداری در مقابل اضافه ولتاژ :بیشتر از %10 و بالاتر از ولتاژ مجاز بصورت پیوسته.
قابلیت پایداری در مقابل هارمونیک ها : تضمین محدوده های هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و همچنین برای محدوده های THD.
مدار سلفی De – Tuned برای مسدود کردن هارمونیک ها (الگوی هارمونیک بار باید قبل از تعیین درجه نامیزان سازی (De – Tuning) اندازه گیری شود).
انتخاب سطح خازن و سطح ولتاژ براساس درجه نامیزان سازی.
دستگاه های کلیدزنی با تقلیل دهنده های داخلی برای تقلیل امواج کلید زنی برای خازن های قدرت.
اساسا این خصوصیات با مطالعه متناسب هارمونیک های ولتاژ بار همراه است که تضمین می کند که تاثیر مخرب هارمونیک ها و تشدید از خازن ها دور شود که بدین وسیله عمر خازن ها و کارایی کل سامانه الکتریکی را افزایش می دهد.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
موتورهای القایی AC عمومی ترین موتورهایی هستند که در سامانه های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می شوند.طراحی ساده و مستحکم , قیمت ارزان , هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع نیروی AC امتیازات اصلی موتورهای القایی AC هستند.انواع متنوعی از موتورهای القایی AC در بازار موجود است.موتورهای مختلف برای کارهای مختلفی مناسب اند.با اینکه طراحی موتورهای القایی AC آسانتر از موتورهای DC است , ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست...

 
مقدمه:
موتورهای القایی AC عمومی ترین موتورهایی هستند که در سامانه های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می شوند.طراحی ساده و مستحکم , قیمت ارزان , هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع نیروی AC امتیازات اصلی موتورهای القایی AC هستند.انواع متنوعی از موتورهای القایی AC در بازار موجود است.موتورهای مختلف برای کارهای مختلفی مناسب اند.با اینکه طراحی موتورهای القایی AC آسانتر از موتورهای DC است , ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست.
این نکته در اساس انواع مختلف , مشخصات آنها , انتخاب شرایط برای کاربریهای مختلف و روشهای کنترل مرکزی یک موتورهای القایی AC را مورد بحث قرار می دهد.


اصل ساخت اولیه و کاربری
مانند بیشتر موتورها , یک موتورهای القایی AC یک قسمت ثابت بیرونی به نام استاتور و یک روتور که در درون آن می چرخد دارند , که میان آندو یک فاصله دقیق کارشناسی شده وجود دارد.به طور مجازی همه موتورهای الکتریکی از میدان مغناطیسی دوار برای گرداندن روتورشان استفاده می کنند.یک موتور سه فاز القایی AC تنها نوعی است که در آن میدان مغناطیسی دوار به طور طبیعی بوسیله استاتور به خاطر طبیعت تغذیه گر آن تولید می شود.در حالی که موتورهای DC به وسیله ای الکتریکی یا مکانیکی برای تولید این میدان دوار نیاز دارند.یک موتور القایی AC تک فاز نیازمند یک وسیله الکتریکی خارجی برای تولید این میدان مغناطیسی چرخشی است.
در درون هر موتور دو سری آهنربای مغناطیسی تعبیه شده است.در یک موتور القایی AC یک سری از مغناطیس شونده ها به خاطراینکه تغذیه AC به پیچه های استاتور متصل است در استاتور تعبیه شده اند.بخاطر طبیعت متناوب تغذیه ولتاژ AC بر اساس قانون لنز نیرویی الکترومغناطیسی به روتور وارد می شود (درست شبیه ولتاژی که در ثانویه ترانسفورماتور القا می شود).بنابر این سری دیگر از مغناطیس شونده ها خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند.-نام موتور القایی از اینجاست-.تعامل میان این مگنت ها انرژی چرخیدن یا تورک (گشتاور) را فراهم  می آورد.در نتیجه موتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش می کند.


استاتور
استاتور از چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک ساخته شده است.این قطعات بصورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند(هسته استاتور) با شیارهایی که در شکا یک نشان داده شده اند.سیم پیچهایی از سیم روکش دار در این شیارها جاسازی شده اند.هر گروه پیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می دهد.تعداد قطبهای یک موتور القایی AC به اتصال درونی پیچه های استاتوربستگی دارد.پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل اند.آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.


روتور
روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که میانشان میله هایی از مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است.در رایج ترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه هایی به هم متصل شده اند.تقریبا 90 درصد از موتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می باشند و این به خاطر آن است که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد.این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است.هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می شود.در این میله ها به طور دائمی بوسیله حلقه های انتهایی آنها همچنان که در شکل دو مشاهده می شود مدار کوتاه برقرار است.چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است , این نام برای آن انتخاب شده است.میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند.در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می شوند.
دلیل اول آنکه موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیکها در شکافها کاسته شود.
دلیل دوم آن است که گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود.دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض) تلاش می کنند که در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند.این اتفاق هنگامی می افتد که تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند.
روتور بوسیله مهار هایی در دو انتها روی محور نصب شده ; یک انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می شود.ممکن است بعضی موتورها محوری فرعی در طرف دیگر(غیر گردنده - غیر منتقل کننده نیرو) برای اتصال دستگاههای حسگر حالت(وضعیت) و سرعت داشته باشند.بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است.بعلت القا انرژی از استاتور به روتور منتقل می شود.تورک تولید شده به روتور نیرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو می کند.صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد کلی برای دوران یکی است.


سرعت یک موتور القایی
میدان مغناطیسی ای که در استاتور تولید میشود با سرعت سنکرون می چرخد.(Ns)


در روتور میدان مغناطیسی تولید می شود زیرا به طور طبیعی ولتاژ متناوب است.
برای کاهش سرعت نسبی نسبت به (شار)استاتور , روتور چرخش را در همان جهتی که شار استاتور دارد آغاز می کند و تلاش می کند تا به سرعت چرخش فلاکس نایل شود.با اینحال روتور هرگز موفق نمی شود که به سرعت میدان استاتور برسد.روتور از سرعت میدان استاتور کندتر می گردد.این سرعت Base speed نام دارد.(Nb)
تفاوتها میان Ns و Nb Slip نام دارد.اسلیپ مقادیر مختلف فشار(مکانیکی) بستگی دارد.هر افزایشی در فشار موجب کندتر کار کردن روتور و افزایش اسلیپ می شود.برعکس کاهش فشار سبب سرعت گرفتن روتور و کاهش اسلیپ می شود.اسلیپ بوسیله درصد نشان داده شده و با فرمول زیر مشخص می شود.


انواع موتورهای القایی
عموما دسته بندی موتورهای القای براساس تعداد پیچه های استاتور است که عبارتند از:
موتورهای القایی تک فاز
موتورهای القایی سه فاز
موتورهای القایی تک فاز
احتمالا بیشتر از کل انواع موتورها از موتورهای القایی AC تک فاز استفاده می شود.منطقی است که باید موتورهای دارای کمترین گرانی و هزینه نگه داری بیشتر استفاده شود. موتور القایی AC تک فاز بهترین مصداق این توصیف است.آن طور که از نام آن برمیاید این نوع از موتور تنها یک پیچه (پیچه اصلی) دارد و با یک منبع تغذیه تک فاز کار می کند.در تمام موتورهای القایی تک فاز روتور از نوع قفس سنجابی است.
موتور القایی تک فاز خود راه انداز نیست.هنگامی که موتور به یک تغذیه تک فاز متصل است پیچه اصلی دارای جریانی متناوب می شود.این جریان متناوب میدان مغناطیسی ای ضربانی تولید می کند.بسبب القا روتور تحریک می شود.چون میدان مغناطیسی اصلی ضربانی است تورکی که برای چرخش موتور لازم است بوجود نمی آید و سبب ارتعاش روتور و نه چرخش آن می شود.از این رو موتور القایی تک فاز به دستگاه آغاز گری نیاز داردکه می تواندضربات آغازی را برای چرخش موتور تولید کند.
دستگاه آغاز گر موتورهای القایی تک فاز اساسا پیچه ای اضافی در استاتور است (پیچه کمکی) که در شکل سه نشان داده شده است.پیچه استارت می تواند دارای خازنهای سری ویا سوئیچ گریز از مرکز باشد.هنگامی که ولتاژ تغذیه برقرار است جریان در پیچه اصلی بسبب مقاومت پیچه اصلی ولتاژتغذیه را افت میدهد (ولتاژ به جریان تبدیل می شود).در همین حین جریان در پیچه استارت بسته به مقاومت دستگاه استارت به افزایش ولتاژ تغذیه تبدیل می شود.فعل و انفعال میان میدانهای مغناطیسی که پیچه اصلی و دستگاه استارت می سازند میدان برایندی میسازند که در جهتی گردش می کند.موتور گردش را در جهت این میدان برایند آغاز میکند.
هنگامی که موتور به 75 درصد دور مجاز خود می رسد یک سوئیچ گریز از مرکز پیچه استارت را از مدار خارج می کند.از این لحظه به بعد موتور تک فاز می تواند تورک کافی را برای ادامه کارکرد خود نگه دارد.
بجز انواع خاص دارای Capacitor start / capacitor run عموماهمه موتورهای تک فاز فقط برای کاربری های بالای 3/4 hp استفاده می شوند.
بسته به انواع تکنیکهای استارت موتورهای القایی تک فاز AC در دسته بندی ای وسیع آن گونه که در شکل زیر توصیف شده قرار دارند.


موتور القایی AC فاز شکسته
موتور فاز شکسته همچنین به عنوان Induction start/Induction run (استارت القایی/کارکرد القایی)هم شناخته می شود که دو پیچه دارد.پیچه استارت از سیم نازکتر و تعداد دور کمتر نسبت به پیچه اصلی برای بوجود آوردن مقاومت بیشتر ساخته شده است.همچنین میدان پیچه استارت در زاویه ای غیر از آنچه که پیچه اصلی دارد قرار می گیرد که سبب آغاز چرخش موتور می شود.پیچه اصلی که از سیم ضخیم تری ساخته شده است موتور را همیشه درحالت چرخش باقی نگه می دارد.


تورک آغازین کم است مثلا 100 تا 175 درصد تورک ارزیابی شده.موتور برای استارت جریانی زیاد طلب می کند.تقریبا 700 تا 1000 درصد جریان ارزیابی شده.تورک بیشینه تولید شده نیز در محدوده 250 تا 350 درصد از تورک براوردشده می باشد.(برای مشاهده منحنی سرعت – گشتاور به شکل 9نگاه کنید).
کاربریهای خوب برای موتورهای فاز شکسته شامل سمباده (آسیاب) های کوچک , دمنده ها و فنهای کوچک و دیگر دستگاههایی با نیاز به تورک آغازین کم با و نیاز به قدرت 1/20 تا 1/3 اسب بخار می باشد.از استفاده از این موتورها در کاربریهایی که به دوره های خاموش و روشن و گشتاور زیاد نیازدارند خود داری نمایید.
موتور القایی با استارت خازنی
این نوع , موتور اصلاح شده فاز شکسته با خازنی سری با آن برای بهبود استارت است.همانند موتور معمولی فاز شکسته این نوع موتور یک سوئیچ گریز از مرکز داشته که هنگامی که موتور به 75 درصد سرعت ارزیابی شده می رسد , پیچه استارت را از مدار خارج می نماید.از آنجا که خازن با مدار استارت موازی است , گشتاور استارت بیشتری تولید می کند , معمولا در حدود 200 تا 400 درصد گشتاور ارزیابی شده.و جریان استارت معمولا بین 450 تا 575 درصد جریان ارزیابی شده است.که بسیار کمتر از موتور فاز شکسته و بعلت سیم ضخیمتر در مدار استارت است.برای منحنی سرعت گشتاور به شکل 9 مراجعه کنید.
نوع اصلاح شده ای از موتو با استارت خازنی ، موتور با استارت مقاومتی است.در این نوع موتور خازن استارت با یک مقاومت جایگزین شده است.موتور استارت مقاومتی در کاربریهایی مورد استفاده قرار می گیرد که میزان گشتاور استارتینگی کمتر از مقداری که موتور استارت خازنی تولید می کند لازم است.صرف نظر از هزینه این موتور امتیازات عمده ای نسبت به موتور استارت خازنی ندارد.


این موتورها در انواع مختلف کاربریهای پولی و تسمه ای مانند تسمه نقاله های کوچک , پمپها و دمنده های بزرگ به خوبی بسیاری از خود گردانها و کاربریهای چرخ دنده ای استفاده می شوند.
موتورهای AC القایی با خازن دائمی اسپلیت
این موتور (PSC) نوعی خازن دائما متصل به صورت سری به پیچه استارت دارد.این کار سبب آن میشود که پیچه استارت تازمانی که موتور به سرعت چرخش خود برسد بصورت پیچه ای کمکی عمل کند.از آنجا که خازن عملکرد اصلی , باید برای استفاده مداوم طراحی شده باشد , نمیتواند توان استارتی معادل یک موتور استارت خازنی ایجاد نماید.گشتاور استارت یک موتور (PSC) معمولا کم و در حدود 30 تا 150 درصد گشتاور ارزیابی شده است.موتورهای (PSC) جریان استارتی پایین , معمولا در کمتر از 200 درصد جریان برآورد شده دارند که آنها را برای کاربریهایی با سرعتهای دارای چرخه های خاموش روشن بالا بسیار مناسب میسازد.برای منحنی سرعت – گشتاور به شکل 9 مراجعه کنید.
موتورهای PSC امتیازات فراوانی دارند.طراحی موتور براحتی برای استفاده با کنترل کننده های سرعت میتواند اصلاح شود.همچنین می توانند برای بازدهی بهینه و ضریب توان بالا در فشار برآورد شده طراحی شوند.آنها به عنوان قابل اطمینان ترین موتور تک فاز مطرح میشوند.مخصوصا به این خاطر که به سوئیچ گریز از مرکز نیازی ندارند.


موتورهای PSC بسته به طراحیشان کاربری بسیار متنوعی دارند که شامل فنها , دمنده ها با نیاز به گشتاور استارت کم و چرخه های کاری غیر دائمی مانند تنظیم دستگاهها (طرز کارها) , عملگر درگاهها و بازکننده های درب گاراژها میشود.
موتورهای AC القایی استارت با خازن/ کارکرد با خازن
این موتور , همانند موتور با استارت خازن , خازنی از نوع استارتی در حالت سری با پیچه کمکی برای گشتاور زیاد استارت دارد.همچنین مانند یک موتور PSC خازنی از نوع کارکرد که درکنار خازن استارت در حالت سری با پیچه کمکی است که بعد از شروع به کار موتور از مدار خارج می شود.این حالت سبب بوجود آمدن گشتاوری در حد اضافی می شود.


این نوع موتور می تواند ... و بازده بیشتر طراحی شود.(منحنی سرعت – گشتاور در شکل 9 را ببینید).این موتور بخاطر خازنهای کارکرد و استارت و سوئیچ گریز از مرکز آن پرهزینه است.
این موتور می تواند در بسیاری از کاربریهایی که از هرموتور تک فاز دیگری انتظار میرود استفاده شود.این کاربریها شامل ماشینهای مرتبط با چوب , کمپرسورهای هوا , پمپهای آب فشار قوی , پمپهای تخلیه و دیگر کاربردهای نیازمند گشتاورهای بالا در حد 1 تا 10 اسب بخار می شوند.
موتور القایی AC با قطب سایه دار
موتورهای با قطب سایه دار فقط یک پیچه اصلی دارند و پیچه استارت ندارند.استارت خوردن بوسیله طرح خاص آن که حلقه پیوسته مسی ای را دور قسمت کوچکی از هر قطب موتور حلقه می کند انجام می شود.این سایه که قطب را دو تکه می کند سبب می شود که میدان مغناطیسی ای ضعیفتر در ناحیه سایه خورده نسبت به قسمت دیگر و در کنار آن بوجود آید.تعامل میان میدانها محور را به چرخش وامی دارد.
چون موتور با قطب سایه خورده پیچه استارت , سوئیچ استارت ویا خازن ندارد از نظر الکتریکی ساده و ارزان است.همچنین سرعت آن راصرفا با تغییر ولتاژ یا بوسیله یک پیچه با چند دور مختلف می توان کنترل کرد.


ساخت موتور با قطب سایه خورده از نظر مکانیکی اجازه تولید انبوه را میدهد.درحقیقت این موتورها به موتورهای یک بار مصرف معروفند.بدین معنی که جایگزین کردن آنها ارزانتر از تعمیر آنهاست.


موتورهای با قطب سایه دار بسیاری مشخصات مثبت دارند.اما چندین مورد بی فایدگی هم دارند.گشتاور استارت کم آن معمولا 25 تا 75 درصد گشتاور برآوردی است.این موتور موتوری با اتلاف بالاست که سرعتی حدود 7 تا 10 درصد سرعت سنکرون دارد.عموما بازده این نوع موتور بسیار پایین است (زیر 20 درصد).
هزینه اولیه پایین آن را برای قدرت کمتر یا کاربردهای با کار کمتر مناسب می سازد.شاید وسیعترین استفاده از آنها در فنهای چند سرعته برای استفاده خانگی است.ولی گشتاور کم موتور دارای قطب سایه دار را برای بیشتر کاربریهای صنعتی یا تجاری که در آنها کار مداوم یا چرخه های گردش بیشتر معمول است غیر قابل استفاده می کند.شکل 9 منحنی سرعت - گشتاور را برای انواع موتور القایی AC تک فاز نشان می دهد.


موتور القایی AC سه فاز
موتورهای القایی AC سه فاز به طور گسترده در کاربریهای تجاری و صنعتی استفاده می شوند.آنها هم به عنوان موتورهایی با روتور پیچ خورده یا قفس سنجابی دسته بندی می شوند.
این موتورها خود استارت هستند و از هیچ خازن یا پیچه استارت یا سوئیچ گریز از مرکز یا دستگاه آغازگری استفاده نمی کنند.
آنها گشتاور آغازین در درجه های متوسط یا بالا تولید می نمایند.محدوده نیروی تولیدی و بازده این موتورها از متوسط تا بالا با مشابه های تک فازشان مقایسه می شود.استفاده های عمومی آنها مانند آسیابها (و لیث ها دستگاه برنده و فرم دهنده چوب و فلز) مته فشاری پمپها کمپرسورها تسمه نقاله ها همچنین دستگاههای چاپ دستگاههای مزرعه سرمایش در الکترونیک و دیگر کاربریهای مکانیکی است.
موتور قفس سنجابی
تقریبا 90 درصد موتورهای القایی AC سه فاز از این نوعند.که روتور آنها از نوع قفس سنجابی است که در ابتدا توضیح داده شد.محدوده های طبقه بندی نیروی آنها از یک سوم تا چند صد اسب بخار است.موتورهای این نوعی که در دسته یک اسب بخار به بالا اند در مقایسه با مشابه های تک فاز کم هزینه ترند و میتوانند در استارت در فشارهای سنگینتر بکار کنند.
موتور با روتور پیچشی
موتور با حلقه لغزان یا موتور روتور پیچشی نوعی از موتور القایی قفس سنجابی است.درحالی که استاتور در این موتور همانند موتور قفس سنجابی است یک سری از پیچه ها را روی روتور خود دارد که در حالت مدارکوتاه نیستند ولی به یک سری از رینگهای لغزان ختم می شوند.این پیچه ها در اضافه کردن مقاومتها و خازنهای خارجی سودمندند.اسلیپ لازم برای تولید گشتاور بیشینه نهایی مستقیما با مقاومت روتور متناسب است.در موتور با حلقه لغزان مقاومت موثر روتور با اضافه کردن مقاومت خارجی میان حلقه های لغزان کاهش میابد.
بنابراین امکان بدست آوردن لغزش بیشتر و همچنین گشتاور بیشینه نهایی در سرعتهای کمتر وجود دارد.
یک مقاومت خارجی می توانددر سرعت تقریبا صفر را نتیجه دهد که گشتاو بیشینه نهایی بسیار زیادی با جریان استارت کم را تولید می کند.هنگامی که موتور شتاب می گیرد مقدار مقاومت می تواند کاهش یابد تا مشخصات موتور برای کارهایی با فشار زیاد مناسب شود.هنگامی که موتور به سرعت اصلی میرسد خازنهای خارجی از مدار خارج می شوند و این یدین معنی است که اکنون موتور به عنوان یک موتور القایی استاندارد کار می کند.
این نوع موتور برای فشارهای مانا (کارهایی با فشار ثابت) که درآنها گشتاور نهایی باید در سرعت تقریبا صفر تولید شده و موتور درکمترین زمان و با کمترین مصرف جریان تا سرعت بیشینه شتاب گیرد ایده آل است.***


قسمت پایینی موتور با حلقه لغزان که در آن حلقه ها به همراه مجموعه براشها است به نگهداری منظم نیاز داردکه از نظر قیمت , استاندارد بودن آن را به عنوان یک موتور قفس سنجابی غیر ممکن می کند.اگر پیچه ها کوتاهتر شوده و استارت زده شود معمولا جریان بالااز روتور در حالت متوقف عبورمی کند که در حد 1400 درصد است.درحالیکه در این حالت درآن گشتاوری در حد 60درصد تولید مینماید که در بسیاری از کاربریها چنین امکان پشتیبانی چنین چیزی نیست.با تغییر مقاومتهای روتور منحنی سرعت گشتاور تعدیل می گرددکه بدان وسیله سرعتی که درآن موتور در فشاری مخصوص کارمی کند تعدیل می شود.ظرفیت تکمیل فشار میتواند سرعت را تا 50درصد سرعت سنکرون کاهش دهد.خصوصا هنگامی که فشار , از انواعی با نیاز به گشتاور – سرعتهای مختلف مثل پرسهای چاپ یا کمپرسورها است.کاهش سرعت تا زیر 50درصد بازده را به خاطر اتلاف انرژی در مقاومتها به شدت کاهش میدهد.این نوع موتور در کاربریهایی با چرخش با گشتاور و سرعتهای مختلف مانند پرسهای چاپ , کمپرسورها , تسمه نقاله ها , بالابرنده ها و آسانسورها مورد استفاده قرار می گیرد.
معادله کنترل گشتاور عملکرد موتور
سیستم بار موتور میتواند بوسیله معادله اساسی زیر بیان شود.


برای چرخشهایی با ماند ثابت داریم:


این نشان میدهد که گشتاور ایجادشده توسط موتوربا گشتاوربار نسبت عکس دارد.
مولفه گشتاور  گشتاور پویا نامیده می شود زیرا فقط در اعمال زودگذر و آنی ظاهر میشود.اینکه چرخش تسریع یا کند میشود به این بستگی دارد که T از T1 بزرگتر یا کوچکتر باشد.در هنگام شتاب گیری موتور نباید تنها گشتاور بار راتغذیه کند بلکه باید مولفه گشتاور اضافی ای را  برای چیره شدن به اینرسی داشته باشد.در درایوهایی با اینرسی بزرگ مانند قطارهای الکتریکی گشتاور موتور برای مقدار بسیار کافی شتابگیری باید از گشتاور بار تجاوز کند.در درایوهایی با نیاز به واکنش سریع گشتاور موتور باید در بالاترین مقدارنگه داشته شده و سیستم بار موتور با کمترین مقدار ممکن اینرسی طراحی شده باشد.انرژی مربوط به گشتاور پویا  بصورت انرژی جنبشی (KE) بوجود آمده  ذخیره می شود.در زمان شتابگیری گشتاور پویا  علامت منفی دارد.ازین رو به گشتاور تولیدی موتور T و حفظ تحرک چرخش بوسیله استخراج انرژی از انرژی جنبشی ذخیره شده کمک می کند.
برای خلاصه , برای حالت دائمی چرخش موتورگشتاوری تولیدی موتورT باید همیشه با گشتاور لازم بارT1 برابر باشد.
منحنی سرعت گشتاور موتور القایی سه فاز معمولی در شکل 11 نشان داده شده است.
ویژگی استارتینگ
موتورهای القایی درحالت خاموش مانند یک ترانسفورماتور درمدار کوتاه عمل می کنند و اگر کاملا به منبع ولتاژ متصل شوند جریانی بسیار بزرگ می کشند که این جریان به جریان روتور قفل شده معروف است. همچنین گشتاوری تولید می کند که به گشتاور روتور قفل شناخته می شود.گشتاور روتور قفل (LRT) و جریان روتور قفل (LRC) تابع ولتاژ پایانه و تابع طراحی آن می باشند.هنگامی که موتور شتاب می گیرد اگر ولتاژ ثابت نگه داشته شود هردوی گشتاور و جریان تلاش می کنند که سرعت روتور را تغیر دهند.
جریان استارت یک موتور با ولتاژ ثابت با شتاب گرفتن موتوربطوربسیار آهسته کاهش میابد و صرفا روند نزولی میابد.به خصوص وقتی که موتور به 80 درصد سرعت کامل خود میرسد.منحنیهای واقعی برای موتورهای القایی میتوانند میان طراحی های مختلف بسیاربسیارمتفاوت باشند ولی عموما گرایش آنها به جریان بالاست تا وقتی که متور تقریبا به سرعت کامل میرسد.LRC یک موتور میتواند در محدوده از500 درصد تا 1400 درصد جریان ظرفیت تکمیل (FLC) باشد.معمولا موتورهای خوب در محدوده 550 تا 750درصد از FLC میاشند.
گشتاور استارت یک موتور القایی که با ولتاژ ثابت آغاز به کار می کند , کمی به گشتاور کمینه افت می کند که به Pull-Up torque شناخته می شود.و با شتاب گرفتن موتور در تقریبا سرعت بیشینه به یک گشتاور بیشینه افزایش یافته که به گشتاور شکست یا Pull-Out torque معروف است و سپس در سرعت سنکرون به صفر نزول می کند.منحنی گشتاور استارت برخلاف سرعت روتور به ولتاژ پایانه و طراحی روتور بستگی دارد.
LRT یک موتور القایی میتواند از مقدار کم 60 درصد FLT تا 350 درصد آن تغییر کند.Pull-Up torque نیز می تواند به کمی 40 درصد FLT و گشتاور شکست هم می تواند تا حد 350 درصد FLT باشد.معمولا LRT ها برای موتورهای بزرگ تا متوسط دستورا 120 تا 280 درصد FLT میباشد.ضریب توان (PF) با شتاب گرفتن موتور از استارت از .1 تا .25  به مقدار بیشینه افزایش یافته وسپس با رسیدن موتور به سرعت نهایی دوباره سقوط مینماید.
ویژگی عملکرد
هنگامی که موتوربه سرعت خود سرعتی که به تعداد قطبهای استاتور مربوط است رسیده است در میزان خطای کمی نسبت به سرعت سنکرون(Slip) کار می کند.معمولا میزان این کاستی برای یک موتور قفس سنجابی کمتر از 5 درصد است.اسلیپ حقیقی نوع خاصی از موتور به طراحی آن بستگی دارد.معمولا سرعت اصلی یک موتور القایی چهار قطبی بین 1420 تا 1480 دور در دقیقه در فرکانس 50 هرتز متغیر است.در حالی که سرعت سنکرون 1500 دور در دقیقه در فرکانس 50 هرتز است.
ولتاژ کشیده شده توسط موتور القایی دو جزء دارد:جزءانفعالی (جریان مغناطیسی سازی) و مولفه موثر (جریان کاری).جریان مغناطیسی سازی مستقل از بار ولی وابسته به طراحی و ولتاژ استاتور می باشد.جریان مغناطیسی سازی حقیقی موتور القایی می تواند از مقدار کم 20 درصد FLC برای دستگاه بزرگ دو پل تا بزرگی 60 درصد برای نمونه کوچک هشت پل متغیر باشد.جریان کاری موتوربا بار نسبت مستقیم دارد.
گرایش دستگاههای بزرگ و پرسرعت به ارائه دادن جریان مغناطیسی سازی کم است درحالی که گرایش ماشینهای کوچک و کم سرعت به جریان بالای مغناطیسی سازی میباشد.یک موتور معمولی در سایز متوسط و با چهار پلجریان مغناطیسی سازی ای معادل 33 درصد FLC دارد.
یک جریان کم مغناطیسی سازی اتلاف کم آهن را دربردارد در حالی که جریان بزرگ مغناطیسی سازی افزایش در اتلاف آهن و درنتیجه کاهش بازده عملکرد را در پی دارد.
معمولا بازده عملکرد یک موتور القایی در سه چهارم ظرفیت حداکثر است و از 60درصد برای موتورهای کوچک کم سرعت تا بیش از 92درصد برای موتورهای بزرگ پرسرعت متنوع است.ضرایب توان و بازده ها عموما در مشخصات موتورها ذکر شده است.
مشخصه بار
در واقعیت کاربریهایی با مقادیر مختلف بار با منحنیهای مختلف سرعت گشتاور وجود دارد.برای نمونه: گشتاور ثابت با بار با سرعت متغیر(در کمپرسورهای پیچشی تسمه نقاله ها تغذیه کننده ها) , گشتاور متغیر با بار با سرعت متغیر(در فن , پمپ) , توان بار ثابت(در محرکهای انقباضی) , توان و گشتاور بار ثابت(در محرکهای سیم پیچی) و گشتاور بالای استارت و دورگرفتن ناگهانی که در گشتاور ثابت بار(در پمپهای پیچشی , فشرده سازها) مشاهده می شود.
گفته می شود سیستم بار موتور پایدار است هرگاه گشتاور تولیدی موتور با گشتاور مورد نیاز بار برابر باشد.در این حالت موتور در یک سرعت ثابت در حالتی مانا کار می کند.پاسخگویی موتور به هر اختلال ایده ای در مورد پایداری سیستم بار آن به ما میدهد.این مفهوم به ما در انتخاب سریع نوع موتور برای کاربری خاصی کمک می کند.
در بیشتر کاربریها , واحد زمانی الکتریکی در مقابل واحد زمانی مکانیکی آن ناچیز است.ازین رو درهنگام اعمال آنی میتوان موتور را در تعادل الکتریکی فرض کرد که بر اینکه منحنی سرعت – گشتاور حالت پایدار برای اعمال آنی نیز صادق است دلالت دارد.
بعنوان نمونه شکل 12 منحنیهای سرعت – گشتاور موتوری با دو بار مختلف نشان میدهد.میتوان سامانه را بعد از به حالت اول بازگشتن پس از کمی تغییر به سبب اختلالی در موتور یا بار ثابت نامید.
برای نمونه اختلال سبب کاهش   در سرعت میشود.درحالت اول در سرعتی جدید گشتاور موتور T از گشتاور بار T1 بزرگتر است.بنابراین موتور شتاب گرفته و عملیات به X باز خواهد گشت.به طور مشابه افزایش  در سرعت که بوسیله یک اختلال بوجود میاید و گشتاور بار را از گشتاور موتور بیشتر خواهد کرد کاهش سرعت موتور وبازگشت حالت عملیات به نقطه X را نتیجه میدهد.بنابراین سیستم در نقطه X پادار است.
در حالت دوم کاهش سرعت سبب بیشتر شدن گشتاور بار از گشتاور مووتور میشود.چرخش کل کند شده و حالت دستگاه از نقطه Y دور میشود.به طور مشابه افزایشیدر سرعت گشتاور موتور را از گشتاور بار فزونی داده که موجب دور شدن بیشتر حالت دستگاه از نقطه Y میشود.بنابر این سامانه در نقطه Y ناپایدار است.
این نشان میدهد که موتور انتخاب شده برای کاربری در حالت اول صحیح است و انتخاب دوم انتخابی اشتباه میباشد و برای عمل مورد نظر باید تغییر کند.


انوع بار با منحنیهای سرعت – گشتاورشان در زیر توضیح داده شده اند.


بارهای با سرعت متغیر و گشتاور ثابت
گشتاوری که این نوع بارها نیازدارند صرفنظر از سرعت , ثابت اند.درمقابل نیرو با سرعت نسبت خطی دارد.دستگاههایی نظیر کمپرسورهای پیچشی , تسمه نقاله ها و تغذیه گرها(سوخت رسانها) چنین مشخصات باری دارند.


بارهای با گشتاور متغیر و سرعت متغیر
این عمومی ترین نوع بار درصنایع بوده و بیشتر اوقات به عنوان بار با گشتاور نمایی شناخته میشود.درحالی که نیرو مکعب سرعت است گشتاور مربع سرعت میباشد.این مشخصات معمول سرعت – گشتاور یک فن یا پمپ است.


بارهای با توان ثابت
این نوع بار کمیاب است ولی گاهی در صنایع مورد استفاده دارد.درحالی که گشتاور تغییر می کند توان ثابت استگشتاور با سرعت نسبت عکس داشته که به طور نظری گشتاور بینهایت در سرعت صفر و سرعت بینهایت در گشتاور صفر را در بر دارد.در عمل همیشه به مقدار متناهی گشتاور شکست نیاز است.این نوع بار مشخصه محررکهای انقباضی است که برای شتابگیری اولیه به گشتاور بالا در سرعت پایین و گشتاوری بسیار کاهش یافته در هنگام کارکرد نیاز دارد.


بارهای با توان ثابت و گشتاور ثابت
این نوع بار در کارخانه کاغذ استفاده میشود.در این نوع بار درحالیکه سرعت افزایش میابد , گشتاور ثابت مانده و توان بشکل خطی افزایش میابد.هنگامی که گشتاور شروع به کاهش می کند آنگاه توان ثابت می ماند.


گشتاور استارت و دورگیری بالا و در ادامه گشتاور ثابت
این نوع بار با گشتاوری بسیار بالا در بسامدهایی نسبتا کم مشخص میشود.در کاربریهایی نظیر فشرده سازها و پمپهای پیچشی.


استانداردهای موتور
درسراسر جهان استانداردهای مختلفی برای تبیین کاربریها و پارامترهای ساختمانی یک موتور موجود است.دو نوع استاندارد که بیش از همه مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از:NEMA (انجمن ملی سازندگان الکتریکی) و IEC (کمیته بین المللی الکتروتکنیکی).


NEMA
NEMA برای بسیاری از محصولات الکتریکی شامل موتورها استاندارد قرار میدهد.NEMA اصولا استاندارد موتورهای مورد استفاده در آمریکای شمالی است.استانداردهای معتبر لیاقتهای عمومی صنعتی را بیان می کنند و بوسیله جامعه الکتریکی پشتیبانی میشوند.این استانداردها را می توان در نشریه شماره MG1 NEMA یافت.ممکن است بعضی موتورهای بزرگ AC تحت این استاندارد قرار نگیرند.این موتورها برای مواجهه با نیاز در نوع خاصی از کاربری ساخته شده اند که جزء موتورهای NEMA محسوب نمیشوند.***


IEC
IEC سازمانی اروپایی است که استانداردهای الکتریکی و مکانیکی را از بین همه چیز برای موتورها در سراسر جهان منتشر میکند و ترفیع می دهد.در شرایط عادی میتوان گفت که IEC همتای بین المللی NEMA میباشد.دربسیاری ازکشورها موتورهای مورد استفاده تحت استاندارد IEC میباشند.این استانداردها را میتوان در IEC 34-1-16 یافت.***
به طور عمده استانداردهای NEMA چهار نوع طراحی را برای موتورهای AC القایی مشخص می کنند.(طرح A-B-C-D).منحنیهای سرعت – گشتاور نوعی آنها در شکل 18 نشان داده شده است.


طرح A گشتاور استارت طبیعی (بین 150 تا 170درصد مجاز) و جریان استارت نسبتا بالا دارد.گشتاور شکست آن در میان همه طرحهای NEMA بالاترین مقدار است که موتور را قادر میسازد تا با اضافه بارهای بسیار سنگین برای مدتی کوتاه سروکار داشته باشد.میزان اختلاف(Slip) 5درصد است.نوعی از استعمال آن در نیرودهی به ماشینهای قالبدهی تزریقی است.
طرح B معملی ترین نوع موتور القایی AC است که بفروش میرسد.مانند طرح A گشتاور استارتی طبیعی داشته ولی جریان استارتی پایین دارد.گشتاور روتور قفل , درآن آنقدر خوب هست که بسیاری از بارهایی را که در کاربری صنعتی با آنها مواجه میشود بکار بیندازد.اختلاف(Slip) آن 5درصد است.بازده و ضریب توان ظرفیت تکمیل(PF) آن نسبتا بالا بوده درضمن معروفیت طرح آن.از انواع کاربردهای آن میتوان به پمپها فنها و ماشین ابزارها اشاره کرد.
طرح C با گشتاور استارتی بالا(بالاتر از دونوع قبلی , 200درصد اسمی) , مناسب برای استفاده در بارهایی با شروع بکار ناگهانی مانند نقاله ها خرد کننده ها دستگاههای پرتحرک همزنها و پمپهای دوطرفه و کمپرسورها است.این موتورها نامزد استفاده در عملیاتی با سرعت نزدیک به سرعت تمام بدون اضافه بارهای بزرگ هستند.اختلاف (Slip) در آنها 5درصد میباشد.
طرح D گشتاور بالایی (بالاتر از همه مدلهایNEMA) دارد.جریان استارت و سرعت ظرفیت تکمیل در آن کمند.مقدار بالای اختلاف (5تا13درصد)این موتور را برای کاربریهایی با بارهای متغیر و با تغییرات برجسته در سرعت موتورمانند ماشین آلاتی با ذخیره ساز انرژی چرخ طیار پرسهای منگنه قیچیها آسانسورها استخراج کننده ها بالابرها جرثقیلها پمپهای چاه نفت ماشینهای سیمپیچی و غیره مناسب میسازد.تنظیم سرعت درآنها ضعیف است و آنها را فقط برای استفاده در پرسهای منگنه جرثقیلها آسانسورها و پمپهای چاه نفت مناسب می گرداند.معمولا این موتور به عنوان مورد سفارشی مطرح میشود.
بتازگی NEMA طرحی جدید(طرح D) را به استانداردش برای موتور القایی افزوده است.طرح E شبیه طرح B است با این تفاوت که بازدهی بالاتر جریان استارتی بالا تر و جریان کارکرد در اضافه باری کمتر دارد.مشخصات گشتاور طرح E شبیه موتورهای با همان پارامترهای نیروی تحت استاندارد IEC میباشد.
امتیازدهیهای سرعت – گشتاور طرحهای IEC عملا آینه استانداردهای NEMA است.طرح N از IEC شبیه طرح B از NEMA است , عمومی ترین موتورها برای کاربریهای صنعتی.طرح موتورهای H از IEC با طرح موتورهای C از NEMA بسیار شبیه است.IEC طرح خاصی که با طرح D از NEMA برابری کند ندارد.امتیازدهیهای چرخه کار IEC متفاوت از کار NEMA است.درحالیکه NEMA معمولا سه نوع کار دائمی غیردائمی(دوره ای) و خاص را معرفی میکند(که معمولابا دقیقه بیان میشوند) , IEC 9 نوع چرخه کار مختلف را استعمال مینماید.
استانداردهایی که در جدول 1 نشان داده شده اند صرفنظر از بیان پارامترهای عملکرد و چرخه های کاری , افزایش دما (کلاس ایزولاسیون) اندازه کل (ابعاد فیزیکی موتور) جنس پوسته ضریب نگهداری و چند چیز دیگر را بیان میکند.
شرح
نوع چرخه کاری
نوع
شماره
عملکرد در بارثابت ومدت زمان کافی برای رسیدن به تعادل گرمایی
کارمداوم
S1
1
کارکرد دربارثابت درزمان معین کمترازمیزان لازم برای رسیدن به تعادل گرمایی, که پس ازآن استراحت به دستگاه داده میشودبرای رسیدن دمای دستگاه به دمای خنک کننده.
کار موقت
S2
2
توالی چرخه های کاری برابر, که هرکدام شامل دوره کاربری دربارثابت ویک وقفه (بدون اتصال به برق)میباشد.برای این نوع کاربری جریان استارت تاثیرعمده ای برافزایش دماندارد.
کاردوره ای موقت
S3
3
توالی چرخه های کاری برابر, که شامل دوره های عمده استارتینگ میشود.دوره ای زیربارثابت و با وقفه دوره ای.
کاردوره ای موقت با استارت
S4
4
توالی چرخه های برابر,که شامل دوره ای از استارت ودوره ای ازکاربری دربارثابت شده که بدنبال آن ترمزی سریع ودوره استراحت میباشد.
کاردوره ای موقت
با ترمزالکتریکی
S5
5
توالی چرخه های کاری برابر, که شامل دوره ای ازکاربری دربارثابت ودوره کاربری ای درحالت بدون بارمیباشد.دراین نوع دوره استراحت وجود ندارد.
عملکردمداوم کاردوره ای
S6
6
توالی چرخه های کاری برابر, که شامل دوره ای ازاستارت,دوره ای ازکاردربار ثابت وبدنبال آن باترمزالکتریکی همراه است.این نوع دوره استراحتی ندارد.
عملکردمداوم کاردوره ای
با ترمزگیری الکتریکی
S7
7
توالی چرخه های کاری برابر, که دربارثابت که سرعت چرخش آن از قبل معین شده است کارمی کند وبدنبال آن دوره های کاربری دربارثابت دیگری باسرعتهای چرخش متفاوت است(کاربریe.g).دوره استراحت نداشته وبرای رسیدن به تعادل گرمایی دوره کاری بسیارکوتاه است.
عملکردمداوم کاردوره ای
با باروابسته و سرعت متغیر
S8
8
عموما کاری با باروسرعتی که بصورت غیرخطی درمحدوده مجاز تغییرمی کنند.این کابری شامل اضافه بارهای متناوب است که گاهی از ظرفیت تکمیل فراتر میروند.
کاربا بارغیر دوره ای
و سرعتهای متنوع
S9
9
 


برچسب معمول نام یک موتور القایی AC
یک برچسب معمول نام یک موتور القای AC در شکل 19 نشان داده شده است.
 
شرح
اصطلاح
ولتاژ اسمی پایانه
Volts
جریان تغذیه ظرفیت تکمیل اسمی
Amps
خروجی اسمی موتور
H.P.
سرعت اسمی در حالت ظرفیت تکمیل موتور
R.P.M
فرکانس تغذیه مجاز
Hretz
ابعاد فیزیکی خارجی موتور طیق استاندارهای NEMA
Frame
حالت بار موتور, کوتاه مدت, دوره ای, مداوم ...
Duty
تاریخ ساخت.
Date
کلاس ایزولاسیونی که برای ساختمان موتوربکاررفته است.این مورد بیشینه حد دمای پیچه موتور را مشخص می کند.
Class Insulation
این موردمشخص میکند که موتور به کدام کلاس طراحی NEMA متعلق است.
NEMA Design
فاکتوری است که مشخص میکندموتور میتواند چقدر بیشتر از ظرفیت تکمیل اضافه بار داشته باشد.
Service Factor
بازده کاربری موتور در ظرفیت تکمیل.
NEMA Nom
Efficiency
تعداد فازهای استاتور موتور را مشخص می کند.
PH
تعداد قطبهای موتور را مشخص می کند.
Pole
استاندارد ایمنی موتور را نشان میدهد.
مشخص میکندکه پیچه های موتور بصورت Y متصل شده اند یا دلتا.
Y
 


نیاز به محرک الکتریکی
صرفنظراز خصوصیات غیرخطی موتورالقایی موضوعات زیادی ضمیمه محرکه موتور است.اجازه دهید آنهارا یک به یک بررسی کنیم.
درقدیم تلاش میشد تا سطح طراحی موتورهای اولیه از کاری که قرار است انجام دهند بالاتر باشد.نتیجه این امر سیستم کاری ای با عدم بازده زیاد بود چراکه قسمت عمده ای از توان ورودی کار مفیدی انجام نمیداد. اغلب اوقات گشتاور تولیدی موتور بیشتر از گشتاور مورد نیاز باربود.
برای موتور القایی محدوده حالت پایدار بسبب فرکانس تغذیه و تعداد قطبهای ثابت بین 80 تا 100درصد سرعت ارزیابی شده است.هنگامیکه یک موتور القایی آغاز بکار میکند بعلت نبود نیروی برق وارانی جریان داخلی فراوانی خواهد کشید.نتیجه این امر اتلاف بیشتر در خطوط انتقال و همچنین روتورخواهد بود که نهایتا به داغ شدن و احتمالاخرابی و ازبین رفتن عایقها خواهد انجامید.جریان برقوارانی زیاد ممکن است موجب تقلیل ولتاژ در خطوط تغذیه شود که ممکن است بر عملکرد وسایل کاربردی دیگری که به همان منبع تغذیه متصل اند تاثیر گذارد.
وقتی که موتور در باری کمینه کارمیکند(اصطلاحا محور آزاد)جریان کشیده شده اصولا جریان مغناطیسی سازیست و تقریبا به طور کامل صرف القا میشود.درنتیجه ضریب توان بسیار پایین و معمولا0.1 است.هنگامی که بار افزایش یافت جریان کاری شروع به زیاد شدن می کند.جریان مغناطیسی سازی در تمام محدوده عملیاتی از وضعیت بدون بار تا ظرفیت تکمیل تقریبا ثابت میماند.از این رو با افزایش بار ضریب توان بهبود میابد.
هنگامی که موتور با ضریب توانی کمتر از واحد کار میکند جریان کشیده شده توسط موتور بطور طبیعی سینوسی نیست.این حالت کیفیت توان در خط تغذیه کاهش داده و ممکن است دیگر وسایل کاربردی که بهمان خط تغذیه متصلند را متاثر سازد.
ضریب توان بسیار مهم است بطوریکه شرکتهای توضیع مشتریانی را که توانی با ضریب توانی پایین تر از حد معین شده از طرف آنان می کشند را مجازات می نمایند.این بدین معنی است که مشتری مجبور است حالت ظرفیت تکمیل را در تمام مدت کاربری حفظ کند و یا آنکه جریمه حالت بار سبک را بپردازد.
درمدت کاربری اغلب لازم است که موتور سریعا متوقف شده و همچنین برعکس کارکند.در کاربریهایی مانند جرثقیلها یا بالابرها ممکن است لازم شود گشتاور چرخش موتور کنترل شود تا از شتابگیری نامطلوب بار جلوگیری شود (درمورد کاهش سرعت بارها تحت تاثیر جاذبه).سرعت و دقت توقف یا معکوس شدن عملیات حفاظت سامانه و کیفیت محصول را بهبود می بخشد.برای کاربریهای نامبرده در بالا ترمزگیری لازم است.درگذشته ترمزهای مکانیکی مورد استفاده بودند.نیروی اصطکاک میان قسمتهای گردنده و کفشکها ترمزگیری لازم را فراهم میاوردند.با اینحال این نوع ترمزگیری بسیار کمبازده است.گرمای تولید شده هنگام ترمزگیری اتلاف انرژی را نشان میدهد.همچنین ترمزهای مکانیکی نگهداری فعال لازم دارند.
در بسیاری از کاربریها توان ورودی تابع سرعت است مانند فنها دمنده ها پمپها و ...در این نوع بارها گشتاور به مربع سرعت وابسته و نیرو به مکعب سرعت بستگی دارد.سرعت متغیر که وابسته به نیاز بار است صرفه جویی در مصرف انرژی زیادی را میسر میسازد.کاهشی 20درصدی در سرعت کاربری موتور تقریبا 50درصد کاهش در توان ورودی موتور را بهمراه خواهد داشت.چنین امری در سامانه هایی که درآنها موتور مستقیما به خط تغذیه متصل است امکان پذیر نیست.در بسیاری از کاربریهای کنترل جریان گلوگاهی مکانیکی ای برای کنترل جریان استفاده میشود.با اینکه وسیله موثری است انرژی را بخاطر اتلافهای زیاد تلف می کند و عمر موتور را بعلت گرمای تولیدشده کم مینماید.
هنگامی که تغذیه کننده توانی را با ضریب (PF) کمتر از واحد تحویل میدهد وتور جریانی با تاثر از هارمونیکها می کشد.نتیجه این امر اتلافهای بیشتر روتور است که بر عمر موتور تاثیر میگذارد.گشتاور تولیدی موتور به علت وجود هارمونیکها ضربانی خواهد شد.در سرعت بالا بسامد ضربان گشتاور به اندازه کافی بزرگ است که بتواند بوسیله مقاومت موتور تصفیه شود.ولی در سرعت پایین ضربانی بودن گشتاور ضربانی شدن سرعت را بوجود خواهدآورد که حرکت با حالت متشنج را نتیجه خواهد داد که برعمر یاتاقانها اثر میگذارد.
خطوط انتقال ممکن است بخاطر عملکرد سایر دستگاههای متصل به آن حامل بارهای با تموج (افزایش ناگهانی) یا کاهش ناگهانی باشند.اگر موتور در مقابل ازاین قبیل حالات محافظت نشده باشد در معرض فشاری بیش از مقدار طراحی شده برای آن قرار میگیرد که ممکن است سرانجام دچار خرابی نابهنگام شود.
همه مشکلات ذکرشده در بالا که بوسیله هردوی مصرف کننده ها و تولیدکننده ها بوجود میایند به نیاز موتور به کنترلی هوشمند تاکید دارند.
با پیشرفت فناوری دستگاه حالت جامد (BJT, MOSFET, IGBT, SCR, …) و فناوری ساخت IC که به میکروکنترلرهای بسیارسریع با قابلیت اداره کردن الگوریتم مرکب بلادرنگ برای بخشیدن پویایی عملکرد دقیق به موتورهای القایی AC ترقی بخشید محرک الکتریکی با فرکانس متغیر عمومیت یافت.


ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

 امروزه روشنایی بسیاری از مکان ها توسط لامپ های فلئورسان صورت می گیرد. لزوم آشنایی با اتفاقات درون آن برای یک دانشجوی رشته ی برق بر کسی پوشیده نیست؛ در پایان این مقاله می دلیل داغ نشدن این لامپ ها نسبت به نوع نئونی را خواهید دانست. همچنین دلیل تاثیر بیشتر این لامپ ها نسبت به لامپ های نئونی را خواهید یافت. درباره ی ارتباط تکنولوژی های به کار رفته در انواع دیگر لامپ ها با لامپ فلئورسان نیز می نویسم.

 

 

لامپ مهتابی


 نور:

 

برای یادآوری بد نیست درباره ی نور بنویسم. نور نوعی از انرژی است که می تواند از یک اتم خارج شود. این ازتعداد زیادی ذره های کوچک مثل بسته هایی که دارای انرژی و اندازه حرکت هستند ولی جرمی ندارند. این ذرات فوتون های نوری نام دارند و واحد های اساسی نور هستند

 

اتم ها وفتی فوتون آزاد می کند که الکترون های آن ها برانگیخته شود. الکترون ها ترازهای انرژی متفاوتی دارند که به چند عامل وابسته است از جمله سرعت آن ها و فاصله ی آن ها از هسته. الکترون های با ترازهای متفاوت انرژی اوربیتال های مختلفی را اشغال می کنند. به طور کلی الکترون با انرژی بالاتر در اوربیتال دورتری نسبت به هسته قرار دارد.

 

مدل اتم


وقتی اتمی انرژی بگیرد یا از دست بدهد، این با تغییر سرعت آن دیده می شود. دریافت انرژی (گرما برای مثال) ممکن است باعث شود به طور لحظه ای آن را  به یک اوربیتال بالاتر (دورتر از هسته) ببرد. الکترون  فقط برای کسری از ثانیه در اوربیتال بالاتر باقی می ماند و به اوربیتال اصلی خودش بر می گردد. البته با برگشت خود انرژی دریافتی را به صورت فوتون آزاد می کند که در برخی موارد فوتون نوری است.

 

طول موج نور گسیل شده به مقدار انرژی خارج شده بستگی دارد که این هم به مکان قرارگیری الکترون وابسته است. در نتیجه انواع گوناگون اتم ها فوتون های نوری متفاوتی را آزاد می کنند. به عبارت دیگر رنگ نور با نوع اتم برانگیخته شده مشخص می شود.

 

این مکانیزم اساسی کاری اکثر منابع نوری است.تفاوت اصلی این منابع در فرآیند برانگیختن اتم هاست. در یک منبع نور نئونی مثل لامپ های حبابی یا لامپ گازی اتم ها با گرما تحریک می شوند؛ در light stick  با واکنش شیمیایی این کار انجام پذیرد. در لامپ های فلئورسان از یکی از خلاقانه ترین سیستم ها در تحریک اتم ها استفاده می شود..

 

داخل لامپ ها:

 

المان اصلی لامپ فلئورسان یک لوله ی شیشه ای کاملا درز بندی شده است. این لوله حاوی مقدار اندکی جیوه و یک گاز نجیب (معمولا آرگون) است که در فشار خیلی کمی نگه داشته شده اند. با پودر فسفر داخل این لامپ را پوشانده اند. دارای دو الکترود است که در انتهای لامپ قرار دارند و به مدار الکتریکی متصل می شوند. تغذیه ی مدار الکتریکی آن ،که در ادامه بیشتر از آن خواهم گفت، با یک منبع تغذیه متناوب است.

 


 

وقتی لامپ را روشن می کنید، جریان از طریق مدار الکتریکی به داخل الکترودها شارش می کند. یک ولتاژ قابل توجهی دو سر الکترودها ایجاد شده لذا الکترون ها از یک انتها به طرف دیگر ( در داخل گاز)  می روند. این انرژی مقداری از جیوه را از حالت مایع به گازی تبدیل می کند. هنگام حرکت الکترون ها و اتم های باردار داخل لامپ، تعدادی با اتم های گازی جیوه برخورد می کنند. این برخورد اتم ها را برانگیخته می کند و الکترون ها را به تراز انرژی بالاتر می برد و همانگونه که در ابتدا گفته شد با بازگشت الکترون ها به اوربیتال اصلی فوتون های نوری از خود آزاد می کنند.

 

گفتیم که طول موج فوتون گسیلی به نوع قرارگیری اتم بستگی دارد. الکترون های اتم جیوه به گونه ای قرار گرفته اند که بیشتر فوتون هایی با طول موج در رنج ماورای بنفش آزاد می کنند. این نور مرئی نیست، پس باید به نور مرئی تبدیل شود.

 

فلسفه ی وجود لایه ی فسفری داخل لامپ اینجا مشخص می شود. الکترون های فسفر هنگام قرار گرفتن در معرض فوتون های گسیلی از الکترون های اتم جیوه به اوربیتال بالاتر رفته و هنگام بازگشت فوتون نوری مرئی (سفید) آزاد می کنند. البته تمام انرژی دریافتی از فوتون های آزاد شده از اتم جیوه به صورت نور آزاد نمی شود بلکه مقداری از آن در برخورد با لایه ی فسفری به صورت گرما هدر می رود. کارخانه ها نور لامپ با انتخاب ترکیبات مختلف فسفر تغییر می دهند.

 

  

http://static.howstuffworks.com/flash/fluorescent-lamp-particles.swf

 

 

لامپ های نئونی مرسوم نیز مقدار قابل توجهی نور ماورای بنفش ساطع می کنند ولی آن ها آن را به نور مرئی تبدیل نمی کنند. لذا مقدار زیادی از انرژی بدون آنکه نقشی در روشنایی داشته باشد هدر می رود. لامپ فلئورسان نور ماورای بنفش خود را به کار می گیرد و موثرتر است. لامپ های نئونی انرژی بیشتری نیز نسبت به لامپ های فلئورسان به صورت گرما تلف می کنند. روی هم رفته یک لامپ فلئورسان 4 تا 6 برابر موثرتر از لامپ نئونی است.با این حال مردم در خانه هاشان از لامپ های نئونی استفاده می کنند چون نور ملایم تری ایجاد می کند. نوری با قرمزی بیشتر و آبی کمتر.

 

 

  

گفتیم تمام سیستم لامپ فلئورسان به جریان شارش شده داخل لامپ بستگی دارد. در قسمت بعدی خواهیم دید که لامپ فلئورسان چه چیزهایی برای تولید آن نیاز دارد.

 

 

آماده سازی گاز!:       

 

جریانی که تا به حال صحبت آن بود از مدیومی گازی می گذرد و هادی های گازی با هادی های جامد در برخی موارد تفاوت دارند. در هادی جامد حامل های جریان الکترون ها هستند در حالی که در نوع گازی علاوه بر الکترون های آزاد، یون ها نیز در هدایت الکتریکی نقش دارند. برای ایجاد جریان در لامپ فلئورسان به دو چیز نیاز داریم:

 

1-   الکترون های آزاد و یون ها

 

2-   اختلاف پتانسیل بین دو سر لامپ

 

به طور کلی مقدار اندکی الکترون آزاد و یون در گاز وجود دارند زیرا اتم ها به طور طبیعی خنثی هستند. بنابراین گذراندن جریان از اغلب گازها دشوار است. پس اولین چیزی که باید تولید شود حامل جریان در دو الکترود است.

 

 

 

روشن کردن آن:

 

در طراحی کلاسیک لامپ فلئورسان از یک استارتر برای روشن سازی لامپ استفاده می شود. می توانید در دیاگرام پایینی ببینید این سیستم چگونه کار میکند.

 


هنگامی که لامپ را روشن کنیم جریان از طریق مدار بایپس داخل الکترودها شارش می کند. این الکترودها رشته های (فیلامان های) ساده ای هستند که می توانید در لامپ نئونی ببینید. با عبور جریان فیلامان ها داغ شده و الکترون ها را از سطح آهنی خود رها کرده و به داخل لامپ می فرستد که گاز را نیز یونیزه می کند.

حال ببینیم در استارتر چه می گذرد. استارتر مرسوم یک لامپ تخلیه ای کوچک است که از نئون یا گاز دیگری تشکیل شده است. این لامپ دارای دو الکترود است که روبروی هم قرار دارند.  وقتی در آغاز ولتاژ دو سر آن بیفتد قوص الکتریکی ایجاد شده مسیر جریان ایجاد می شود. این قوص به شکلی همانی است که در مقیاس بزرگ تر باعث روشن شدن لامپ فلئورسان می شود.

 

 


 سوئیچ استارتر


از الکترودها ورقه ای از نوع بی متال است و هنگام گرم شدن خم می شود. آن مقدار گرمای ایجاد شده از جرقه کافیست تا این الکترود دا الکترود دیگر تماس برقرار کند. لذا دیگر جرقه ای ایجاد نشده و این باعث سرد شدن نوار بی متال شده و اتصال دو کنتاکت قطع می شود.

هنگامی که مدار باز می شود فیلامان گاز داخل لامپ را یونیزه کرده و مدیومی، هادی الکتریسیته ایجاد کرده است.لامپ تنها به یک ضربه ی ولتاژ بین الکترودها نیاز دارد تا یک قوص الکتریکی ایجاد کند. این ضربه نوسط بالاست (چوک)، ترنسفورمری که در مدار قرار دارد، زده می شود.

وقتی جریان از مدار بایپس می گذرد، میدان مغناطیسی را در داخل چوک ایجاد می کند. این میدان توسط جریان در حال شارش حفظ می شود. باز شدن سوئیج استارت باعث قطع شدن جریان داخل چوک می شود انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی به صورت ولتاژ بزرگی دو سر چوک آزاد می شود که میزان اختلاف ولتاژ لازم را برای تشکیل قوص الکتریکی درون لامپ فلئورسان را فراهم می کند و از این به بعد به جای عبور جریان از مدار بایپس، از داخل لامپ فلئورسان خواهد گذشت. این باعث حرکت الکترون های آزاد و برخورد آن ها با اتم ها و تشکیل فضایی از یون ها و الکترون های آزاد می شود (پلاسما). با برخورد الکترون ها با فیلامان ها، آن دو گرم باقی مانده و به گسیل الکترون به داخل پلاسما ادامه می دهند.


 


تنها مشکل این نوع لامپ ها این است که برای روشن شدن چند ثانیه زمان لازم دارند. امروزه اغلب لامپ های فلئورسان به گونه ای طراحی می شوند که مینیمم زمان را برای روشن شدن بگیرند. در قسمت بعدی در باره ی این خواهم نوشت.

 

عملکرد سریع

 

امروز، طراحی لامپ های فلورسان به گونه ای است که زمان روشن شدن آن ها سریع باشد. این طراحی دارای اصولی مانند همان لامپ فلورسان دارای استارتر قدیمی است، ولی این دارای سوئیچ استارتر نیست و به جای آن بالاست لامپ، جریان را داخل دو الکترود به طور ثابت برقرار می کند. این شارش جریان به گونه ای تنظیم شده که بین دو الکترود اختلاف ولتاژ ایجاد می کند.

 

http://static.howstuffworks.com/flash/fluorescent-lamp-rapid.swf

 

وقتی لامپ فلورسان روشن می شود، هر دو فیلامان به سرعت داغ می شوند و شروع به گسیل الکترون ها می کنند که گاز درون لامپ را یونیزه می کند. وقتی که گاز یونیزه شد اختلاف ولتاژ بین الکترودها یک قوص الکتریکی ایجاد می کند. ذرات شارش کننده باردار (قرمز) اتم های جیوه (نقرهای) را تحریک کرده، فرآیند روشن شدن را آغاز میکنند.

 

Rapid start and starter switch fluorescent bulbs



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

واژه لیزر از سر کلمه‌های انگلیسی در عبارت Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.

لیزر به وسیله‌ای گفته می‌شود که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع می‌کنند. این دستگاه از ماده‌ای جمع کننده یا فعال کنده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد. این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرزی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت می‌کند.

مبانی نظری لیزر را آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۶ میلادی طی مقاله‌ای مطرح کرد٫ ولی سال‌های نسبتاً زیادی طول کشید تا صنعت و فناوری امکان ساخت نخستین لیزر را فراهم کند. در سال ۱۹۵۳ چارلز تاونز میزر (تقویت‌کننده موج میکروویو) را اختراع کرد و می‌خواست آزمایش‌های خود را حول جایگزینی نور مرئی به جای فروسرخ ادامه دهد و هم‌زمان این امر بین آزمایشگاه‌های گوناگون در سراسر جهان به عنوان رقابتی جدی در نظر گرفته شد که عبارت لیزر در همان زمان در مقاله‌ای از گوردون هولد، دانشجوی دکترای دانشگاه کلمبیا، پیشنهاد شد و در سال ۱۹۶۰ نخستین لیزر (که با موفقیت کار کرد) توسط تئودور میمن (Theodore H. Maiman) ساخته شد. و نخستین لیزر گازی(با استفاده از هلیوم و نئون) هم توسط علی جوان فیزیکدان ایرانی در همان ۱۹۶۰ ساخته شد. نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) توسط انیشتن داده شد،کار لیزر به این گونه‌است که با تابش یک فوترون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون)برانگیخته یک فوترون دیگر نیز آزاد می‌شود که این دو فوترون با هم، هم فرکانس می‌باشند در صورت ادامه این روند تعداد نوترونها افزایش می‌یابند که می‌توانند باریکه‌ای از فوتونها را به وجود بیاورند.

  1. کاربرد لیزر در پزشکی : چاقوی لیزری ، مته لیزری و ...
  2. کاربرد لیزر در صنعت : جوشکاری لیزری ، برشهای لیزری ، برش الماس ، مسافت یاب لیزری و ...
  3. کاربردهای نظامی : ردیاب لیزری ، تفنگ لیزری و ...
  4. کاربردهای آزمایشگاهی و پژوهشی:اندازه گیری ، سنتز مواد و ...

لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آن را از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص ویژه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم گوناگون به ویژه صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت می‌توان گفت پیشرفت دانش بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست.

شاید مهترین بخش فیزیک اتمی بحث مربوط به فیزیک لیزر باشد. می دانید که با دادن انرژی به الکترونهای یک اتم می توان آنها را به مدارهای بالاتری برد. (حتماً با این تصویر کلاسیک که الکترون ها مدارهایی با انرژی مشخصی به دور هسته وجود دارند، آشنایید.) اما این خانه جدید برای الکترونها خیلی وضعیت پایداری ندارد و الکترونها ترجیح می دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خودشان برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می شود. یعنی یک واحد انرژی ... اما می دانید که نور از همین فوتونها ساخته می شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتمها به طور هم زمان این کار را انجام دهیم، می توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم. علاوه بر اینکه با روشهایی و دقت هایی می توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. زیاد نمی خواهیم راجع به لیزر و ویژگی های آن توضیح دهیم اما همین مهم است که بدانیم که این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. کلمه لیزر که انگلیسی آن "LASER" است کوتاه شده عبارت:" شدت بخشی نور با استفاده از انتشار تحریک شده تابش است. (Light Amplification by the stimulated Emission of Rodiation)

آنچه که سبب می شود پرتو لیزر از نورهای دیگر متمایز شود در حقیقت ویژگی های منحصر بفرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر یافت نمی شود. چهار ویژگی عمده لیزر عبارت‌اند از:

  1. همدوسی
  2. تک رنگی
  3. واگرایی کم
  4. موازی بودن پرتو


ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
بلندگو ، هدفن ، گوشی

این نوع مبدل های انرژی الکتریکی را به صدا تبدیل می کنند. 
 
 بلندگو از نوع سیم پیچ متحرک: 
 
بیشتر بلندگو هایی که امروز استفاده می شوند از این نوع هستند، ساختمان داخلی آنها شبیه به میکرو فون های نوع سیم پیچ متحرک است. درواقع یک بلند گو تا حدودی می تواند به عنوان یک میکروفون استفاده شود.هنگامی که جریان AC  با فرکانس صوت از سیم پیچ بلندگو یا مدار تقویت کننده عبور می کند ، باعث لرزش و حرکت آن بین قطب های یک آهنربا در جهت جلو وعقب گشته و صدایی با همان فرکانس تولید می کند. 
 
برای افزایش حجم هوایی که باعث حرکت و درنتیجه صدایی بلندتر گردد، سیم پیچ بدور لوله ای که به یک مقوای مخروطی شکل متصل است ، پیچیده شده وباعث لرزش این مقوا می گردد. هنگامی که مقوای مخروطی به طرف جلو حرکت می کند ، باعث تراکم وفشار بیشتر هوا در قسمت جلو وایجاد خلا وکاهش فشار در پشت خود می گردد . با برخورد این دو حالت ، این دو پدیده همدیگر را خنثی می کند که باعث کاهش صدا می گردد به همین دلیل بلند گو را جعبه ای مجهز به مواد جذب کننده صدا قرار می دهند که مشکل فوق را تا حدودی حل می نماید . اما برای آنکه از اثرات نوسانات ناخواسته جلوگیری شود و جفت سازی (کوپلینگ) مناسب و موثربین بلند گو وهوای داخل محفظه بدست آید، باید طراحی این جعبه ها بسیار دقیق صورت می گیرد . غالباً در هر جعبه دو یا سه بلند گو قرار می دهند وهر کدام ازآنها در رابطه با محدوده ی خاصی از فرکانس عمل می کنند. 

 
این جعبه ها معمولا یک بلند گو به نام ووفر (woofer) است که با فرکانس پایین (بم)سر وکار دارد و یک بلند گوی کوچک به نام توئیتر(tweeter) که با فرکانس های بالا (زیر) عمل می کند وگاهی نیز ازیک بلندگوی متوسط استفاده می گردد. مداری به نام شبکه متقاطع بین تقویت کننده و بلند گوها مورد نیاز است درآنها که محدوده صحیحی از یک فرکانس را برای هریک از بلند گوها تأمین می کند در جعبه هایی که فقط در آنها از ووفر وتویئتر استفاده شده یک خازن ویک سلف قرار می دهند که هر دوی آنها به عنوان تقسیم گرولتاژمورد استفاده قرار می گیرند. فرکانس های بالا، ولتاژی در دو سر سلف ایجاد کرده وبه توئیتر رفته وفرکانس پایین، ولتاژ در دو سر خازن بوجود آورده وبه ووفر راه می یابند.


یک نمونه فرکانس متقاطع حدود
3khz است. بیشتر فرکانس های بالاتر از این حد به توئیتر وبیشتر فر کانس های پایین تر به ووفر راه می یابند.
 سیم پیچ بلند گوها هم دارای رکتانس القایی xl وهم دارای مقاومت r است و امپدانس آن یعنی z از رابطه ی  بدست می آید. مقدار z با فرکانس جریان متناوب تغییر می کند. اما معمولا مقدارآن با فرکانس 1khz عنوان می گردد. بنابراین مقادیر معمول  z  در این فرکانس می تواند 4 ،8،15  اهم ویا حداکثر 80 اهم باشد. در فرکانس 1khz، مقدار xl کم است ومقدار تقریبی برای z را می توان با اندازه گیری مقاومت (r) سیم پیچ یک اهم متر به دست آورد، زیرا تقریباً یکسان هستند، برای مثال اگر R=12  باشد ، می توان امپدانس را Z=0.5 در نظر گرفت.
 
  هدفن :  
هدفن هایی که با کیفیت بالا جهت گوش دادن به روش استریو ساخته می شوند، از نوع سیم پیچ متحرک (دینامیک یا پویا) هستند.
هدفن هایی که برای استفاده های عمومی تر (مانند هدفن های اپراتور های تلفن وتلگراف ) ساخته می شوند از نوع مغناطیسی هستند که دارای امپدانس بالا (معمولا برای هر هدفن 1K در مقایسه با نوع سیم پیچ  متحرک که دارای امپدانسی در حدود 8 است) وپاسخ فرکانس آن کمتر است (حدود30HZ و20KHZ) .  
 
  
 
نحوه عملکرد آن به این تر تیب است که جریان(سیگنالAC با فرکانس صوت از از مدار یک تقویت کننده )از سیم پیچ آهنربای الکترومغناطیسی عبور کرده ودیافراگم را کم و بیش، که بستگی به مقدار جریان دارد، به طرف خود جذب می کند. در نتیجه لرزش دیافرگام صدای مربوطه تولید می شود.
 

 
گوشی کوچک : 
 
 این گوشی برای رادیو گوشی ، سمعک ناشنوایان کاربرد دارد.نوع مغناطیسی آن براساس سیم پیچ متحرک کار می کند نوع کریستال آن بر اساس خاصیت عکس پیزو الکتریکی عمل می کند یعنی ولتاژ متناوبی که به دو سر صفحات متقابل کریستال قرار می گیرد ، باعث لرزش آن شده وصدایی با فرکانس AC تولید می کند.


ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

رله ضربه‌ای

رله ضربه‌ای تشکیل شده است از یک بوبین با هسته آهنی که یک اهرم در بالای آن قرار دارد. وقتی ولتاژ به بوبین وصل می‌شود، اهرم به طرف هسته کشیده می‌شود. در انتهای اهرم یک زائده پلاستیکی وجود دارد. در مقابل این زائده یک چرخ دنده به اندازه 8/1 دور دوران می‌کند. در زیر این چرخ دنده کنتاکتی وجود دارد که با چرخش چرخ دنده قطع و وصل می‌شود. طریقه قطع و وصل به این ترتیب است که روی محور چرخ دنده یک مکعب وجود دارد که هنگام دوران ، در یک مرحله سطح صاف مکعب و در مرحله بعد راس مشترک بین دو سطح جانبی مکعب روی کنتاکت قرار می‌گیرد و به این ترتیب مدار را قطع و وصل می‌کند.

طرز اتصال یک رله ضربه‌ای بسیار ساده است. معمولا این رله‌ها با ولتاژ 220 ولت کار می‌کنند. غالبا در داخل رله یک طرف بوبین به یک طرف کنتاکت اتصال داده شده است که در این حالت تعداد ترمینالهای خروجی رله سه عدد است. برای اتصال رله ضربه‌ای به مدار از شستی استارت استفاده می‌کنند. مقدار جریان مجاز کنتاکتهای داخلی رله بوسیله کارخانه سازنده روی آن نوشته می‌شود. همچنین نقشه اختصاری اتصال رله نیز روی آن ترسیم می‌شود. اگر شما با علائم اختصاری نقشه آشنایی داشته باشید، به آسانی می‌توانید نقشه حقیقی رله را از روی نقشه اختصاری آن که بوسیله کارخانه داده شده است، ترسیم کنید.

رله زمانی

رله‌های زمانی در انواع مختلف و با ساختمانهای گوناگونی ساخته می‌شوند. در گذشته برای این که تعدادی لامپ را از چند نقطه خاموش و روشن کنند، از کلید تبدیل به همراه کلید صلیبی استفاده می‌کردند (مثلا در راهروهای طویل و دارای خروجی‌های متعدد و یا در راه پله‌های ساختمانهای چندین طبقه)، اما امروزه کلید صلیبی کمتر شاخته می‌شود و در بازار موجود نیست و به جای آن در چنین مواردی از نوعی رله زمانی استفاده می‌شود که به آن رله راه پله می‌گویند.

در مدار روشنایی راه پله با رله زمانی ، با فشار به یک شستی که جای کلید بکار گرفته شده است، رله شروع به کار کرده و لامپهای راه پله روشن می‌شوند و پس از گذشت زمان معینی خاموش می‌گردند. بر روی رله‌های راه پله معمولا دکمه‌ای وجود دارد که سه حالت خاموش ، روشن دائم و روشن زمانی توسط آن انتخاب می‌شود. حالت خاموش برای روز است، حالت روشن دائم برای مواقعی از شب که رفت آمد زیاد است، استفاده می‌شود و حالت روشن زمانی برای اوقاتی از شب که رفت آمد کم است، در نظر گرفته شده است.

رله در حالت روشن ، زمان معینی که روی آن تنظیم شده است، لامپها را روشن نگه می‌دارد. معمولا زمان تنظیمی به گونه‌ای است که فرد پس از ورود به راه پله بتواند در روشنایی لامپها به در منزل برسد. رله‌های زمانی در دو نوع ساده و تاخیری هستند. معمولا هر رله دارای کنتاکتهایی است که در شرایط عادی (تحریک نشده) باز یا بسته‌اند. زمانی که رله عمل می‌کند، کنتاکتهای باز آن بسته و کنتاکتهای بسته آن باز می‌شود. به این ترتیب می‌توان با استفاده از این کنتاکتها مداری را قطع یا وصل کرد.

هنگامی که یک رله زمانی ساده را تحریک می‌کنیم، این رله پس از گذشت زمان تنظیم شده روی آن ، تغییر حالت داده و عمل قطع و وصل را انجام می‌دهد و تا زمانی که تحریک رله را قطع نکنیم، در این حالت باقی می‌ماند. با قطع تحریک ، رله به حالت اول برمی‌گردد. رله تاخیری به این صورت عمل می‌کند که وقتی آن را تحریک می‌کنیم، بلافاصله کنتاکتهای رله تغییر حالت داده و مدار را وصل می‌کنند. پس با گذشت زمان تنظیم شده ، مجددا رله به حالت اول خود برمی‌گردد. به این ترتیب معلوم می‌شود که رله‌های راه پله از نوع تاخیری هستند



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
در این پروژه با نحوه کار با سنسورهای PIR آشنا می شو ید.این سنسور در بهینه سازی انرژی در ساختمان ، دزد گیرها و موارد دیگر کاربرد دارد.
سنسور PIR به هر جسم متحرکی که داری حرارت باشد.واکنش نشان می دهد.این جسم متحرک می تواند انسان یا حیوان باشد.حتی شما می توانید برای تست این مدار یک لیوان آب جوش را در بالای این سنسور حرکت داده و شاهد روشن و خاموش شدن LED به کار رفته در این مدار باشید.به جای LED می توانید بیزر(Buzzer) استفاده کنید .در صورت استفاده از بیزر به جای LED به جای روشن و خاموش شدن LED در صورت حرکت جسم متحرک صدای بوق را خواهید شنید.

قطعات مورد نیاز

  1. 1 عدد سنسور PIR
  2. 1 عدد آیسی LM324
  3. 1 عدد آیسی CD4538
  4. 5 عدد دیود 1N914
  5. 5 عدد مقاومت 1 مگا اهم
  6. 4 عدد مقاومت 10 کیلو اهم
  7. 1 عدد مقاومت 100 اهم
  8. 2 عدد خازن 10 میکرو فاراد
  9. 1 عدد خازن 1 میکرو فاراد
  10. 1 عدد خارن 103
  11. 1 عدد خازن 105
  12. سیم تلفنی
  13. برد بورد
  14. 1 عدد ترانزیستور 2N3904
  15. 1عدد LED
  16. منبع تغذیه 6 تا 9 ولت
  17. 1 عدد بیزر 9 ولت
  18. رله 6 ولتی یک کنتاکت


نقشه مدار


اگر به سنسور PIR دقت کنید.داری سه پایه است.درنزدیکی یکی از پایه های زایده ای وجود دارد.این پایه،‌پایه شماره 1 است.حال اگر درجهت عقربه های ساعت به پایه ها نگاه کنید.پایه بعدی شماره 2 و بعد از آن شماره 3 یا گراند را خواهیم داشت.
پایه یک را با یک مقاومت 10 کیلو اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.پایه 2 و 3 را توسط یک مقاومت 100 کیلو اهم به یکدیگر و پایه 3 را نیز به منفی منبع تغذیه که در اینجا همان زمان است.،وصل کنید.از پایه 2 این سنسور به پایه 3 آیسی LM324 متصل کنید.پایه 2 این آیسی را با یک مقاومت 10 کیلواهم و خازن 10 میکروفاراد به زمین متصل نمایید.این خازن الکترولیت است.بنابراین در هنگام اتصال به مدار به سر مثبت و منفی آن توجه کنید.سر مثبت را به مقاومت 10 کیلواهم و سر منفی را به زمین متصل کنید.

 

 

 

 


پایه یک و دو آیسی LM324 را توسط مقاومت 1 مگا اهم وخازن 103 را که با یکدیگر موازی شده اند.به یکدیگر متصل کنید.
حال پایه یک آیسی LM324 را با یک مقاومت 10 کیلو اهم وخازن 10 میکروفاراد به پایه 6 آیسی LM324 متصل کنید.،توجه داشته باشید که سر مثبت خازن را به پایه 6 آیسیLM324 متصل شود.

پایه 5 آیسی LM324 را از طریق یک دیود به پایه 12 همین آیسی متصل کنید.توجه داشته باشید که آند آن در پایه 5 و کاتد آن در پایه 12 باشد.سپس پایه 12 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به زمین اتصال دهید.دوباره پایه 5 را با یک دیود به پایه 9 وصل کنید با این تفاوت که این بار کاتد دیود در پایه 5 باشد و آند آن در پایه 9 ، سپس پایه 9 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.

پایه های 6 و 7 را نیز مانند پایه 1و2 همین آیسی به ترکیب موازی مقاومت 1 مگا اهم و خازن105 متصل کنید.پایه 7 آیسی LM324 را به طور مشترک به پایه های 13 و 10 آیسی LM324 متصل کنید.پایه های 8 آیسی LM324 را از طریق دیود1N914 به پایه 4 آیسی 4538 متصل کنید.همین کار را برای پایه 14 آیسیLM324 تکرا کنید.،و آنرا نیز به پایه 4 آیسی 4538 به صورت مشترک وصل کنید.توجه داشته داشته باشید که آند دیودها در پایه های 8 و 14 و سر کاتد این دیودها به صورت مشترک به پایه 4 آیسی 4538 وصل شود.سپس پایه 4 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگااهم به زمین متصل کنید.پایه های 3 و 5 آیسی 4538 را با یک سیم به هم متصل کنید.وهر دوی آنها را به مثبت منبع تغذیه اتصال دهید.پایه های 1 و 8 را نیز به زمین متصل نمایید.

پایه 2 آیسی 4538 را با یک مقاومت 1 مگا اهم به مثبت منبع تغذیه و از همین پایه با یک خازن 1 میکروفاراد الکترولیت به پایه 8 آیسی 4538 متصل کنید.،به گونه اییکه سمت منفی آنرا به زمین متصل کنید.
پایه خروجی آیسی 4538 را که پایه 6 می باشد با یک مقاومت 100 اهم به مثبت یا آند LED وصل کنیدو سمت کاتد LED را نیز به زمین مدار وصل کنید.

پایه 7 نیز خروجی این آیسی است با این تفاوت که این خروجی NOT یا برعکس پایه 6 است.برای کار با این پایه ،منفی LED یا کاتد آنرا به این پایه متصل کنید.ومثبت آنرا به مثبت منبع تغذیه متصل نمایید.تمامی موارد فوق در نقشه کاملا مشخص است.
آیسی LM324 حاوی 4 عدد آپ امپ است.که جهت تقویت و مقایسه در این مدار به کار می رود.

 


بلوک دیاگرام مدار


همانطور که در بلوک دیاگرام زیر مشاهده می کنید.این مدار از چهار قسمت تشکیل شده است.

  1. سنسور PIR
  2. قسمت تقویت کننده
  3. مقایسه کننده
  4. خروجی
 


آیسی LM324

این آیسی متشکل از 4 تقویت کننده مستقل است.که از لحاظ عملکردی سریع می باشند.این آیسی در انتقال انرژی وتقویت آن مثلا در سنسورها کاربرد دارد.پایه 4 تغذیه مثبت و پایه 11 تغذیه صفر یا منفی منبع تغذیه است.
برای مشاهده اطلاعات مربوط به آیسی اینجا را کلیک کنید.برای مشاهده اطلاعات آیسی برنامه ACROBAT READER را در سیستم بایست داشته باشید.

 




آیسی CD 4538

این آیسی یک نوسان ساز مونو استابل (monostable)دقیق است.منظور از مونو استابل نوسان سازی است که از جایی تحریک می شود .و خودش به خودی خود تولید پالس در خروجی نمی کند.این آیسی نوسان ساز بر خلاف آیسی 55 فاقد پایه های RESET ,TRIGER است.
پایه 4 و 5 آیسی 4538 پایه ورودی پالس است.همانطور که در این مدار ملاحظه می کنید.تنها از پایه 4 به عنوان ورودی استفاده شده است.پایه 4 آیسی تحت عنوان ورودی A است.وخروجی آن پایه های 6و 7 است.6 خروجی مستقیم و 7 خروجی معکوس آن است.پایه 5 ورودی تحت عنوان B است.و خروجی مربوط به این پایه 10و 9 است.9 خروجی مستقیم و10 خروجی معکوس است.
پایه 8 تغذیه منفی وپایه 16 تغذیه مثبت است.به شکل سنسور PIR در زیر دقت کنید.
برای مشاهده اطلاعات مربوط به آیسی CD4538 اینجا را کلیک کنید.
برای مشاهده این اطلاعات می بایست برنامه acrobat reader را در داخل سیستم کامپیوتری داشته باشید. 
 
در نقشه مدار همانطور که ملاحظه می کنید.، پایه 5 مربوط به ورودی B به همرا پایه 3 به مثبت منبع تغذیه متصل شده است.، وضعیت این دو پایه،واکنش مدار به نوع پالس ورودی را مشخص می کند.زمانیکه این دو پایه مثبت یا HIGH باشند.،و ورودی 4 این آیسی لبه با لا رونده پالس را سنس کند در خروجی یک پالس HIGH خواهیم داشت.
منظور از یک پالس HIGH ،پالس به شکل زیر است.پالس LOW عکس پالس HIGH است.

 




جدول عملکرد آیسی 4538

همانطور که در این جدول ملاحظه می کنید.زمانیکه پایه 3 یا Clear به مثبت منبع تغذیه متصل باشد.یا به عبارتی high باشدو پایه 5 که ورودی B می باشد.،به مثبت یا در اینجا نیز به اصطلاح high باشد.،خروجی در صورت سنس لبه بالا رونده پالس د رپایه 4 یک پالس مثبت خواهد بود.با اتصالات مختلف این پایه ها بر اساس جدول زیر می توانید عملکردهای متفاوتی را مشاهده کنید.

 


درایو کردن یک سوییچ


اگر بخواهید از طریق این مدار یک سوییچ را درایو کنید در قسمت نقشه مدار، LED را حذف کنید.و خروجی پایه 6 آیسی 4538 را به شکل زیر ببندید.در این قسمت شما احتیاج به رله دارید.این رله، رله 5 ولت 1 کنتاکت است.در رله دو پایه مربوط به اینرجایز شدن است.یک پایه نیز مشترک بین دو پایه دیگر است.زمانیکه ولتاژ مثبت ومنفی در پایه های مربوط به اینر جایز ایجاد می شود.شما صدای تقی را در این المان خواهید شنید.این صدا بیانگر عوض شدن جهت کلید درونی رله است.در شکل زیر دو پایه مربوط به اینر جایز مشخص شده است یکی از این پایه ها به طور مستقیم به مثبت منبع تغذیه وصل می شود.و پایه دیگر این قسمت همانطور که در نقشه ملاحظه می کنید.به کلکتور ترانزیستور 3904 2N متصل می شو د.زمانیکه ولتاژ در بیس این ترانزیستور ایجاد شود.خروجی آن صفر می شود.، و ولتاژ صفر پایه دیگر مربوط به اینرجایزشدن رله به این صورت ایجاد می شود.واین اختلاف پتانسیل باعث عکس العمل در رله می شود.در زیر شما پایه مشترک رله بین دو پایه دیگر را نیز مشاهده می کنید.زمانیکه رله توسط ترانزیستور اینرجایز شود.جهت این کلید عوض می شود.حال می توانید این پایه مشترک را به مداری دیگر وصل کنیدواز این طریق آن مدار را کنترل کنید.البته تمامی این موارد مستلزم حرکت جسم دارای حرارت از مقابل سنسور PIR است.

 




لینک های زیر هم لینک های خوبی در این زمینه هستند.

http://www.glolab.com/pirparts/infrared.html
http://www.web-ee.com/Schematics/PIR/irsystem.pdf



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

نمی دونم در مورد مدارات دیجیتال چقدر می دونید ولی از اول داستان که بگم از گیتهای منطقی که برای توابعی مثل اند و اورAND , OR به کار می ره و بین دو ورودی صفر و یک یک خروجی متناسب با منطق  این گیتها  می ده یعنی مثلا در oR اگر یکی از ورودی ها یک شود برای یک شدن خروجی کفایت می کند و تنها اگر هردو ورودی صفر شود خروجی صفر می شود در مرحله بعد به ترکیبی از این گیت ها می رسیم که در طول یک زمان مشخص کار می کنه یعنی برای اینکه تابع مد نظر روی خروجی اعمال شود با ید یک پالس به این مدار اعمال بشه و به صورت بی زمان مفهوم نداره مثل فلیپ فلاپ در یک مدت زمان و با اعمال یک دستور از بیرون پالس کار می کنه حالا به اون دستور که مثل یک موج مربعی است می گیم پالس ساعت چون در مدارات پیشرفته تر که از چند فیلیپ فلاپ تشکیل شده باید مرتب این پالس اعمال بشه بهش می گن پالس ساعت یعنی مثلا یک جمع کننده در یک پالس ممکنه اینطور باشه که ار قام مرتبه پایین یعنی یکان بعد دوگان و سرریز مرتبه اول را جمع کند و نیاز به دو پالس داشته باشد برا همین میگن مثلا یک پردازنده 8 مگا هرتز که این عدد پالس ساعتشه مثلا 4 میلیارد محاسبه در ثانیه انجام می ده چون هر جمع دو پالس ساعت طول می کشه

 

امید وارم با اصلاحی که کردم مفهوم تر شده باشه



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389

یک مشخصه اصلی در آنتها الگوی حصول (Gain Panern  ( آنها می باشد که حساسیت آنها در دریافت سیگنالهایارسالی از زاویه ارتفاعی مشخصی را نشان می دهد . بر طبق این الگو انتنها موظف می شوند که سیگنالهای ارسالی از ماهواره ها را تتا زائیه ارتفاعی مشخصی دریافت کنند . Gain آنتن باید متناسب با نوع کاربرد گیرنده باشد . به عنوان مثال در کارهای Static در مکانهای شهری ، Gain آنتن باید به گونه ای باشد که امواج ارسالی از ماهواره ها با زاویه ارتفاعپایین را دریافت نکند (جهت اجتناب از بروز پدیده چند مسیری ( Multipath  ) ) و در کاربرد های ناوبری در دریا ها انتنهایی با Gain بالا نیاز است تا امواج مربوط به ماهواره ها با زاویه ارتفاعی پایین را نیز دریافت کند .

 

توضیح : یکی از اثرات و خطاهایی که در GPS با آن مواجه هستیم  ، اثر چند مسیری
(Multipath  ) می باشد . این پدیده در اثر انعکاس امواج از سطح منعکس کننده مانند ساختمانها به وجود می آید . در اثر این پدیده آنچه گیرنده دریافت می کند سیگنالی است که از دو یا چند مسیر مختلف به آن رسیده است . جهت اجتناب از این مسئله معمولاً الگوی حصول آنتن را به گونه ای طراحی می کنند که سیگنالهای ماهواره ها تا زاویه ارتفاعی مشخصی را ردیابی نمایند که به این زاویه ارتفاعی Cut of angle  می گویند . معمولاً  Cut of angle را 15 درجه اختیار می کنند . یعنی آنتنها سیگنالهای ارسالی با زاویه ارتفاعی کمتر از 15 درجه را دریافت نمی کنند . الگوی خصول آنتن باید به گونه ای باشد که اجازه ورود سیگنالهای چند مسیری را به گیرنده ندهد .

یک مشخصه دیگر آنتنها ، استحکام مرکز فاز آنها می باشد . مرکز الکترونی آنتنها باید بر مرکز فیزیکی آنها نزدیک باشد و همچنین باید نسبت به دوران هم غیر حساس باشد . این مسئله به خصوص در کاربردهایی که آنتن در حال حرکت است اهمیت زیادی دارد . برای آنتنهای مورد استفاده در کاربردهای دقیق تعیین موقعیتی ، مرکز فاز آنتن یعنی مرکز آلکتریکی آن که موقعیت به آن منسوب می شود باید از استحکام بالایی برخوردار باشد .



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : شنبه سی ام بهمن 1389
خودپردازها چگونه کار می‌کنند؟     

شما نیاز به مقداری پول دارید بنابراین به سمت یک دستگاه خود پرداز یا ATM می‌روید، کارت را وارد ذستگاه کارت خوان می‌کنید، دستورات نمایش در آمده را اجرا می‌کنید و پس از چند دقیقه در حالی که پول و رسید را از دستگاه تحویل گرفته‌اید از آنجا دور می‌شوید. این دستگاه‌ها هم اکنون در سوپرمارکت‌ها، فروشگاه‌ها زنجیره‌ای و دفاتر مسافرتی موجود هستند. برای شما عجیب نیست که چگونه سرمایه حساب شما در بانک چگونه در دستگاه خودپرداز قابل برداشت است؟

 

ATM ها چگونه کار می‌کنند؟

ATM نمونه یک ترمینال داده با دو قسمت ورودی و چهار قسمت خروجی می‌باشد. مانند دیگر ترمینال‌های داده ، ATM با استفاده رابط‌های ارتباطی به پردازشگر میزبان(host processor)  متصل می‌شود. پردازشگر میزبان(host processor)  مانند یک ارائه کننده خدمات اینترنت (ISP) می‌باشد که از طریق درگاه‌های مختلف به تمامی شبکه‌های مختلف ATM متصل می‌باشد.

بعضی از پردازشگر میزبان(host processor)  می‌توانند از خطوط اختصاصی و اتصالات تلفنی پشتیبانی نمایند. دستگاه‌هایی که با خطوط اختصاصی کار می‌کنند مستقیما از طریق 4 سیم، نقطه به نقطه و خط تلفن مخصوص به پردازشگر میزبان(host processor)  متصل می‌شوند. ATM هایی که با خطوط تلفن کار می‌کنند با استفاده از یک مودم و خط تلفن عادی آزاد یا یک مرکز خدمات اینترنت به پردازشگر میزبان(host processor)  متصل می‌شوند.

دستگاه‌ها با خطوط اختصاصی برای محیط‌هایی است که مراجعه دستگاه بسیار زیاد است و کار باید سریع انجام شود و دستگاه‌های با خط تلفن برای تجارت‌های کوچک در فروشگاه‌ها اغلب به کار می‌رود. هزینه اولیه برای دستگاه تلفنی برابر نصف هزینه برای دستگاه با خطوط اختصاصی می‌باشد. هزینه عملیات به صورت تلفن فقط قسمت کسری هزینه خط اختصاصی می‌شود.

پردازشگر میزبان(host processor) ممکن است متعلق به یک بانک خاص باشد و در همان بانک باشد که برای امور مالی مشتریان خود در نظر گرفته شده و به شبکه دیگر بانک‌ها و شعبه‌ها متصل نیست.

قسمت‌هی مختلف یک خودپرداز

 

قسمت‌های دستگاه خود پرداز

می‌دانید که خود پرداز 2 قسمت ورودی دارد:

- کارت خوان (Card reader): کارت خوان اطلاعات حساب شما را از طریق قسمت مغناطیسی کارت اعتباری می‌خواند. پردازشگر اصلی با استفاده از این اطلاعات قادر به تراکنش از حساب بانکی شما می‌باشد.

- صفحه کلید (Keypad) : صفحه کلید اطلاعات مورد نیاز برای تراکنش را از صاحب کارت دریافت می‌کند. همچنین دستورات کاربر را برای دریافت مانده حساب و تغییر رمز را اجرا می‌کند. برای تراکنش نیاز به PIN می‌باشد که توسط صفحه کلید دریافت می‌شود.

 

همچنین دستگاه خودپرداز 4 قسمت خروجی دارد :

- بلندگو (Speaker): بلندگو این امکان را میسر می‌کند که شما را از دریافت وجه و کارت آگاه می‌کند و با فشار هر کلید یک بوق می‌زند.

- صفحه نمایش (Display screen): صفحه نمایش دستورالعمل‌ها و عملیات تراکنش را نمایش می‌دهد. اغلب صفحه نمایش دستگاه‌هایی که از خطوط پر سرعت استفاده می‌کنند.صفحه نمایش‌ها تک رنگ یا رنگی(CRT) می‌باشند. دستگاه‌هایی که از خطوط تلفن استفاده می‌کنند اغلب از صفحه نمایش تک رنگ با رنگی(LCD) استفاده می‌کنند.

- چاپگر رسید (Receipt printer): چاپگر رسید این امکان را میسر می‌کند که رسید عملیات تراکنش را برای شما چاپ کند.

- توزیع کننده وجه (Cash dispenser):قلب یک دستگاه خود پرداز امن مکانیزم توزیع وجه است. این قسمت اغلب در پایین دستگاه خودپرداز قرار دارد.

 

تشخیص اسکناس‌ها

مکانیزم توزیع وجه توسط چشم الکترونیکی است که تعداد پول‌هایی که در خروجی توزیع شده‌اند را مشخص می‌کند. تعداد پول‌ها و دیگر اطلاعات وابسته به صورت دوره‌ای چاپ می‌شوند و یک کپی برای مدت 2 سال نگه داری می‌‌شود.

هر زمانی دارنده کارت در مورد تراکنش خود چون و چرایی داشته باشد. او از نتیجه چاپی وقایع ثبت شده برای دیدن سوال می‌کند و سپس با پردازشگر میزبان(host processor)  تماس می‌گیرد. اما این کار امکان‌پذیر نیست که وقایع ثبت شده چاپی در اختیار او قرار بگیرد برای همین دارنده کارت باید به بانک مراجعه کند و فرم مربوطه را تکمیل و برای پردازشگر میزبان(host processor) فاکس نماید تا پردازشگر میزبان(host processor)  آن را بررسی کند و چون و چرا دارنده کارت را بر طرف نماید.

در کنار چشم الکترونیکی برای شمردن پول، مکانیزم توزیع وجه از سنسور که از شیوه تشخیص کلفتی پول استفاده می‌کند. اگر دو تا از پول به هم چسبیده باشد وقتی دستگاه شروع به توزیع پول به دارنده کارت نماید. دو پول به هم چسبیده به محفظه برگشت داده شده و (reject bin) ارجاع داده می‌شود. این اتفاق برای پول‌های تا خورده، پاره و فرسوده نیز می‌افتد.

 تعداد پول‌های برگشت خورده ثبت می شود تا دستگاه از کیفیت پول‌های داخل دستگاه آگاه شود. اگر تعداد پول‌های برگشت خورده خیلی بالا باشد دستگاه متوجه می‌شود که مشکلی در قسمت توزیع پول وجود دارد.

 

 

واریز وجه

زمانی که دارنده کارت یک تراکنش با ATM انجام می‌دهد باید یک سری اطلاعات ضروری را توسط کارت خوان و صفحه کلید به دستگاه بدهد. ATM اطلاعات را به پردازشگر میزبان(host processor)  می‌فرستد، تراکنش به بانک دارنده کارت یا موسسه صادر کننده کارت ارسال می‌شود تا انجام بشود. اگر دارنده کارت درخواست پول بکند، پردازشگر میزبان(host processor)  پول الکترونیکی را از حساب مشتری در بانک برداشته و به او می‌دهد. یکبار که پول از حساب مشتری توسط پردازشگر میزبان(host processor)  منتقل می‌شود، پردازشگر یک کد موافقت به ATM ارسال می‌کند که مجوز پرداخت وجه را به دستگاه می‌دهد. سپس پردازش ACH(کارمزد پرداخت وجه) دارنده کارت در روز بعد کاری انجام می‌شود.

 خودپردازها چگونه کار می‌کنند؟

امنیت ATM

ATM ها شماره شناسایی شخصی(PIN) و دیگر اطلاعات ایمن نگهداری می‌کنند با نرم افزارهای پنهان کننده از قبیل (Triple DES (Data Encryption Standard . اما آنها مسائل زیادی دارند تا شما با اجرای آن از اطلاعات و پول خود در ATM ها محافظت کنید.

خیلی از بانک‌ها پیشنهاد می‌کنند که یک کد شخصی(PIN) انتخاب کنید. دستور العمل انتخاب   PIN:

- PIN  خود را جایی یادداشت نکنید. اگر شما آن را یادداشت کردید آن را در جیب یا کیف پول نگذارید.

- PIN خود را به صورتی انتخاب نمایید که به راحتی به یاد بگذارید، اما دیگران نتوانند آن را از مشخصات شخصی شمت تشخیص بدهند.

- از انتخاب شماره شناسنامه، تاریخ تولد، پلاک خانه و شماره تلفن خودداری نمایید.

همچنین برای استفاده از دستگاه‌های خودپرداز موارد زیر را نیز توصیه می‌کنند:

- کارت خود را در جیب یا کیف پولی بگذارید. دقت کنید که کارت تراشیده یا خم نشود.

- بعد از بیرون آمدن کارت به سرعت کارت را از دستگاه خارج کنید و طوری ایستاده باشید که کسی نتواند کارت را از دستگاه بردارد و فرار کند.

- هنگام وارد کردن PIN مستقیما جلوی دستگاه باشید تا کسانی که منتظر هستند که از دستگاه خودپرداز استفاده کنند نتوانند رمز شما را متوجه بشوند.

- بعد از تراکنش، رسید، پول و کارت را بگیرید و از آنجا دور شوید. هرگز در جلوی دستگاه مشغول به شمردن پول خود نشوید.

- به دلایل امنیتی در شب از خودپردازهایی استفاده کنید که در محل‌های عمومی کاملا روشن قرار داشته باشند. طبق قوانین دولت فدرال فقط 4 رقم آخر کارت در رسید تراکنش چاپ می‌شود بنابراین وقتی رسیدی را فروشنده دریافت کرد. شماره حساب شما به صورت مخفی می‌باشد. هر چند که شما باید در هنگام وارد کردن PIN از دیده شدن رمزتان توسط دوربین های امنیتی و کارکنان فروشگاه جلوگیری نمایید. اگر شما از PIN خود محافظت کنید عملا از حساب خود محافظت نموده اید.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
به ‌نظر می‌رسد که دوران ماوس‌های کامپیوتری چرخدار یا توپدار به پایان خود نزدیک می‌شود. آینده پیش روی ماوس‌های نوری قرار دارد.
ماوس نوری توسط شرکت Agilent Technologies معرفی شده و در اواخر سال 1999 عرضه شد. ماوس نوری عملا از یک دوربین ظریف استفاده می‌کند که 1500 عکس در هر ثانیه می‌گیرد. این ماوس می‌تواند تقریبا روی هر سطحی کار کند. این ماوس دارای یک دیود نورانی قرمز (LED) است که نور را به سطح کار تابانده و این نور بین سطح کار و یک سنسور CMOS نوسان می‌کند.



سنسور CMOS، هر تصویر دریافتی را به یک پردازشگر دیجیتالی DSP می‌فرستد تا تحلیل شود. DSP با سرعت 18‌میلیون دستور در ثانیه قادر است الگو‌های داخل تصویر را دیده و تشخیص بدهد که این الگوها چگونه حرکت می‌کنند و فرق هر تصویر با تصویر قبلی چیست.

سپس بر اساس تغییر الگو در یک سلسله تصویر، DSP تشخیص می‌دهد که ماوس چقدر و چطور حرکت کرده و مختصات صحیح را به کامپیوتر ارسال می‌کند. سپس کامپیوتر با توجه به این مختصات دریافتی، نشانگر ماوس (Cursor) را روی صفحه حرکت می‌دهد.
این عمل، صدها بار در ثانیه انجام می‌شود تا حرکتی نرم و یکنواخت برای نشانگر ماوس ایجاد کند. موس نوری مزیت های بسیاری نسبت به نوع گلوله ای آن دارد.


- این ماوس قطعه متحرک ندارد پس احتمال خرابی آن کمتر است.

- راهی وجود ندارد که غبار داخل ماوس شود و سنسورهای ردگیر را با مشکل مواجه کند.

- افزایش رزولوشن ردگیری که به معنای حرکتی نرمتر است.

- این ماوس نیاز به سطح خاصی مانند ماوس پد ندارند. اما مواظب باشید که نور این نوع ماوس کمی سطوح چوبی میزتان را می‌فرساید.

نکته: برخی از ماوس‌های نوری ممکن است بر روی سطح شیشه‌ای، آینه و سایر سطوحی که صاف و یکدست که نور را منعکس می‌کنند، به درستی کار نکنند.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
فلیپ فلاپ یک المان الکترونیکی است ( همانند شکل زیر )

 

انواع فلیپ فلاپ

فلیپ فلاپ SR

فلیپ فلاپ SR یک المان فیزیکی است که می تواند به عنوان یک عنصر تاخیر دهنده به کار گرفته شود. مدار داخلی یک فلیپ فلاپ SR با استفاده از گیت NORاین المان فیزیکی دارای دو ورودی به نام های R و S می باشد و دو خروجی دارد که یکی متمم دیگری است.
طرز کاراین فلیپ فلاپ در
جدول صحت به این شکل است که وقتی عملکرد مدار را بررسی می کنیم اگر S=1 و R=0 باشد، اصطلاحا می گویند مدار set است یعنی خروجی آن 1 شده است. اگر پس از آن S=0 شود، مدار در وضعیت set باقی می ماند ولی اگر R=1 شود اصطلاحا می گویند مدار Reset شده است یعنی خروجی در این لحظه صفر است، و اگر در این لحظه R=0 شود مدار در حالت Reset باقی می ماند. بنابراین R=0 و S=0 در خروجی نشان می دهد که کدامیک از S یا R آخرین بار برابر 1 بوده است. یعنی مدار آخرین وضعیت غیر صفر ورودی را به خاطر سپرده است. مطابق جدول کارنو اگر R و S همزمان در حالت 1 قرار گیرند مدار در حالت نامشخص خواهد بود. به این خاطر مدارهای دارای فلیپ فلاپ SR را طوری طراحی می کنند که هیچ گاه ورودی های S و R همزمان برابر 1 نشود.
این مورد محدودیتی برای فلیپ فلاپ SR است، که در
فلیپ فلاپ JK
این نقص برطرف شده است.

فلیپ فلاپ JK


این عنصر تاخیر دهنده دارای دو ورودی به نام J و K می باشد و دو خروجی آن یکی متمم دیگری است و در آن محدودیت فلیپ فلاپ SR را رفع کرده اند و دو ورودی J=1 و 1=K برای این مدار قابل قبول است.
در این فلیپ فلاپ همانند نوع SR ورودی تمام صفر یعنی J=0 و K=0 تاثیری در حالت خروجی فلیپ فلاپ ندارد و همان حالت قبلی حفظ می شود. ولی اگر J=1 و 1=K باشد یک ورودی قابل قبول است که باعث تغییر حالت در مقدار خروجی می شود.

 

مدار داخلی یک فلیپ فلاپ JK

فلیپ فلاپ T


این عنصر تاخیر دهنده دارای یک ورودی به نام T است و دو خروجی به صورت Y و متمم آن دارد. مدار داخلی یک فلیپ فلاپ T
چنانچه T=1 شود باعث تغییر در خروجی می شود یعنی اگر خروجی صفر باشد مقدار آن یک می شود و برعکس اگر خروجی یک باشد مقدار آن صفر می شود. این فلیپ فلاپ را به این خاطر فلیپ فلاپ جهشی نیز می نامند.
فلیپ فلاپ T همانند فلیپ فلاپ JK است که دو ورودی آن از یک متغیر مقدار می گیرد یعنی یا هر دو J و K مقدار صفر و یا هر دو مقدار یک دارند. به این ترتیب در مواقعی یک است، ایجاد جهش می کند.

فلیپ فلاپ D

 

این مدار تاخیر دهنده شبیه به یک عنصر تاخیر دهنده ساعت عمل می کند به این ترتیب که هر ورودی به آن می دهیم در یک فاصله زمانی مشخصی بعدا همان ورودی را به صورت خروجی دریافت می مدار داخلی یک فلیپ فلاپ D کنیم.
از این رو این فلیپ  فلاپ  را فلیپ فلاپ تاخیر  (Delay) می نامند. این فلیپ فلاپ یک ورودی به نام D دارد.

 



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
 استفاده از موس در کامپیوتر از سال 1984 و همزمان با معرفی مکینتاش آعاز گردید . با عرضه موس ، کاربران قادر به استفاده از سیستم و نرم افزارهای مورد نظر خود  با سهولت بیشتری شدند. امروزه موس دارای جایگاه خاص خود است . موس قادر به تشخیص حرکت و کلیک بوده و پس از تشخیص لازم ، اطلاعات مورد نیاز برای کامپیوتر ارسال تا عملیات لازم انجام گیرد.

 

روند شکل گیری موس
درسیستم های اولیه  نیازی به استفاده از موس احساس نمی گردید، چون کامپیوترهای آن زمان دارای اینترفیسی مشابه ماشین های تله تایپ و  یا کارت پانج برای ورود اطلاعات بودند. ترمینال های متنی اولیه، چیزی بیشتر از یک تله تایپ شبیه سازی شده نبودند ( استفاده از صفحه نمایشگر در عوض کاغذ ). چندین سال طول کشید تا کلیدهای پیکانی در اغلب ترمینال ها مورد استفاده قرار گرفتند( اواخر 1960 و اوایل 1970 ) . ادیتورهای تمام صفحه اولین چیزی بودند که از قابلیت های واقعی کلیدهای پیکانی استفاده کردند. مداد های نوری برای سالیان زیادی بر روی ماشین های متفاوت ، بعنوان یک دستگاه اشاره ای استفاده می گردیدند. Joysticks و دستگاه هائی دیگر در این خصوص در سال 1970 رایج شده بودند. زمانیکه موس بهمراه کامپیوترهای مکینتاش ارائه گردید یک موفقیت بزرگ بدست آمده بود.عملکرد موس کاملا" طبیعی بود. قیمت موس ارزان و فضای زیادی را اشغال نمی کرد. همزمان با حمایت سیستم های عامل  از موس ، استفاده از موس رشد بیشتری پیدا کرد.  زمانیکه ویندوز 3/1 از یک رابط گرافیکی بعنوان استاندارد استفاده کرد، موس بعنوان یک وسیله و اینترفیس بین انسان - کامپیوتر،  جایگاه خاص خود را  کسب نمود.

کالبد شکافی موس
مهمترین هدف هر نوع موس ، تبدیل  حرکت دست به سیگنال هائی است که کامپیوتر قادر به استفاده از آنان باشد.  موس  برای ترجمه و نیل به هدف گفته شده از پنج عنصر اساسی استفاده می نماید.

  •  یک گوی ( گردی ) درون موس که سطح مورد نظر را لمس و زمانیکه موس حرکت می کند، می چرخد.

  • دو غلتک (Rollers). غلتک های فوق گوی ( گردی ) را لمس می کنند. یکی از غلتک ها، قادر به تشخیص حرکت در جهت X باشد. غلتک دوم 90 درجه نسبت به غلتک اول  جهت یابی شده تا بدین ترتیب حرکت در جهت Y را تشخیص دهد. زمانیکه گوی می چرخد یک و یا  دو غلتک فوق نیز حرکت خواهند کرد.شکل زیر دو غلتک سفید رنگ موس را نشان می دهد.

 

  • هر غلتک به یک میله ( محور) متصل بوده و میله باعث چرخش یک دیسک می گردد. زمانیکه یک غلتک می چرخد میله مربوط به آن بهمراه  دیسک مربوطه نیز خواهند چرخید.شکل زیر دیسک را نشان می دهد.

 

  • در یکطرف دیسک یک  LED مادون قرمز  ودر طرف دیگر  یک سنسورمادون قرمز، وجود دارد. سوراخ های موجود بر روی دیسک باعث شکست نور متصاعده شده توسط  LED می شوند، بدین ترتیب سنسور مادون قرمز ، پالس ها ی نور را مشاهده خواهد کرد.تعداد  پالس ها ارتباط مستقیم با سرعت موس و مسافتی که موس حرکت می کند، خواهد داشت .

  • یک تراشه پردازنده بر روی برد. پردازنده فوق پالس ها را خوانده و پس از تبدیل به باینری،  آنها را از طریق کابل مربوطه برای کامپیوتر ارسال می دارد.

همانگونه که مشاهده گردید موس یک سیستم مبتنی بر نور و مکانیک  است (Optomechanical) . موس بصورت مکانیکی حرکت کرده و یک سیستم نوری تعداد پالس های نوری را شمارش می نماید. در موس فرضی قطر گوی ( گردی ) 21 میلیمتر، قطر غلتک 7 میلیمتر است . دیسک دارای 36 سوراخ است . بنابراین در صورتیکه موس 24 میلیمنر ( یک اینچ ) حرکت نماید تراشه مربوطه 41 پالس نوری را تشخیص خواهد داد.
تا کنون متوجه این موضوع شده اید که هر دیسک دارای دو LED مادون قرمز و دو  سنسور مادون قرمز است .(در هر طرف دیسک یک عدد). بنابراین درون موس چهار زوج LED/Sensor وجود دارد. ساختار و سازماندهی فوق به پردازنده امکان تشخیص جهت چرخش را خواهد داد. یک پلاستیک بسیار کوچک بین سنسور و دیسک وجود دارد .پلاسیک فوق در شکل قابل مشاهده است :

پلاستیک فوق یک پنجره برای سنسور را به منظور روئت نور ، ایجاد می نماید. پنجره موجود در یکطرف دیسک با پنچره موجود در طرف دیگر دیسک در دو موقعیت مکانی متفاوت نسبت بهم قرار دارند.اختلاف موجود باعث می گردد که دو سنسور قادر به مشاهده پالس ها ی نوری در دفعات متفاوت باشند. برخی اوقات ممکن است یک سنسور پالسی را مشاهده نموده در صورتیکه سنسور دوم پالسی را مشاهده ننماید

موس نوری
همزمان با رشد تکنولوژی مرتبط با موس استفاده از موس های نوری مطرح گردید. موس نوری از اواخر سال 1999 مطرح شده است .

موس نوری با استفاده از یک دوربین کوچک در هر ثانیه 1500 تصویر می گیرد. این نوع موس ها در هر محل مسطحی قابل استفاده می باشند. موس دارای یک LED قرمز رنگ بوده که باعث تشعشع نور درون یک سنسور CMOS می گردد. سنسور فوق هر تصویر را برای تجزیه و تحلیل در اختیار پردازنده سیگنال های دیجیتال (DSP) قرار می دهد. DSP  با سرعت 18 میلیون دستورالعمل در ثانیه عملیات خود را انجام می دهد.DSP قادر به تشخیص الگوهای موجود در تصاویر بوده و نحوه تغییر الگوهای فوق را با تصاویر قبلی مقایسه خواهد کرد. با توجه به بررسی دامنه تغییرات موجود الگوها بر روی دنباله ای از تصاویر، DSP قادر به تشخیص میزان حرکت موس بوده و پس از تشخیص فوق مختصات مربوطه را برای کامپیوتر ارسال می دارد. کامپیوتر مکان نما (Cursor) را در مختصات مربوطه بر روی صفحه نمایشگر قرار خواهد داد.عملیات فوق در یک ثانیه صدها مرتبه تکرار می گردد.

موس نوری نسبت به موس معمولی دارای مزایای متعددی می باشند:

  • دارای قطعات مکانیکی نبوده  و قطعا"  احتمال خرابی کمتر است .

  • گرد غبار تاثیری در عملکرد موس نخواهد داشت

  • دارای دقت بالائی بوده و پاسخ های مناسب تری را باعث می گردند.

  • نیازی به Mouse Pad نخواهند داشت .

 کانکتور  موس
اغلب موس ها از یک کانکتور استاندارد PS/2 استفاده می نمایند.(شش پین )

عملکرد هر پین مطابق جدول زیر است :

Pin

Function

 

1 استفاده نشده است
2 پنچ ولت ( برق تراشه و LED)
3 استفاده نشده است
4 کلاک (Clock)
5 زمین (Ground)
6 داده

زمانیکه موس جرکت کرده و یا کاربر یک دکمه آن را کلیک می نماید ،موس سه بایت اطلاعات را برای کامپیوتر ارسال می دارد. اولین بایت شامل موارد زیر است :

  • وضعیت دکمه سمت چپ ( صفر = off و یک = on )

  • وضعیت دکمه سمت راست (صفر = off و یک = on)

  • صفر

  • یک

  • جهت X ( مثبت و یا منفی )

  • جهت Y

  • سر ریز X  ( موس بیش از 255 پالس در یک چهلم ثانیه حرکت کرده است )

  • سرریز Y

 دو بایت بعد شامل مقادیر مربوط به X,Y بوده و شامل تعداد پالس های تشخیص داده شده در جهت X,Y  نسبت به آخرین اطلاعات ارسال شده است .
اطلاعات بصورت سریال از موس برای کامپیوتر ارسال می گردند. برای هر بایت داده عملا" یازده بیت ارسال می گردد. ( یک بیت برای نشان دادن شروع  هشت بین داده یک بیت Parity و یک بیت برای خاتمه ) موس PS/2 در هر ثانیه 1200 بیت را ارسال می دارد. با توجه به میزان اطلاعات ارسالی، موقعیت موس با بالاترین دقت برای کامپیوتر در هر لحظه  گزارش خواهد شد. ( تقریبا" 40 گزارش در هر ثانیه )

 



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
رادیو آماتوری و فعالیت های گسترده آن منحصر به فرد یا گروه های خاصی نیست بلکه متعلق به همه مردمی است که می خواهند بوسیله فن آوری بی سیم با دیگران ارتباط برقرار نمایند و همچنین مناسب کسانی است که به فنون مخابراتی و فنی و آزمایش کردن آنها به صورت عملی علاقه مند هستند. مطابق قوانین کشور ایران رادیوآماتوری نوعی ارتباط رادیوئی است که به منظور خودآموزی و تبادل اطلاعات علمی و عملی وبررسی‌های فنی ارتباطی، بین رادیوآماتورهای مجاز در دنیا، برقرار می‌گردد و رادیوآماتور کسی است که بخاطر علاقه به فن ارتباطات رادیوئی و بدون هیچ گونه نظر انتفاعی وسیاسی، با دریافت پروانه رادیوآماتوری از وزارت ارتباطات وفناوری اطلاعات نسبت به انجام آزمایشات رادیوئی به‌منظور پیشبرد فن رادیو و الکترونیک اقدام می‌نماید .


رادیو آماتوری و فعالیت های گسترده آن منحصر به فرد یا گروه های خاصی نیست بلکه متعلق به همه مردمی است که می خواهند بوسیله فن آوری بی سیم با دیگران ارتباط برقرار نمایند و همچنین مناسب کسانی است که به فنون مخابراتی و فنی و آزمایش کردن آنها به صورت عملی علاقه مند هستند. مطابق قوانین کشور ایران رادیوآماتوری نوعی ارتباط رادیوئی است که به منظور خودآموزی و تبادل اطلاعات علمی و عملی وبررسی‌های فنی ارتباطی، بین رادیوآماتورهای مجاز در دنیا، برقرار می‌گردد و رادیوآماتور کسی است که بخاطر علاقه به فن ارتباطات رادیوئی و بدون هیچ گونه نظر انتفاعی وسیاسی، با دریافت پروانه رادیوآماتوری از وزارت ارتباطات وفناوری اطلاعات نسبت به انجام آزمایشات رادیوئی به‌منظور پیشبرد فن رادیو و الکترونیک اقدام می‌نماید .

به لحاظ بکارگیری امواج رادیوئی توسط رادیوآماتورها، تمامی کشورها مقرراتی وضع نموده‌اند تا آماتورهای آن کشور قبل از اقدام به ارتباط رادیوئی آزمون‌های فنی لازم را گذرانده باشند. هدف از برگزاری پیش زمینه‌های فنی کافی برای طراحی، ساخت، نگهداری و بکارگیری تجهیزات خود را در حد بالاتر از استاندارد بدست آورده باشد تا موجب حداقل ریسک ایجاد اختلال رادیوئی در سایر سرویس‌ها گردد. همین آموزشها وآزمونهای فنی است که رادیوآماتورها را تقریباً از تمامی بکارگیرندگان واقعی طیف فرکانس متمایز می‌سازد و در نتیجه شاهد گروه کثیری از جمعیت جهان در مشاغل فعالیت‌های مختلف هستیم که در کنار آن یک رادیوآماتور نیز محسوب می‌شوند، گروه‌های جوان دانشجویان و دانش‌آموزان، اساتید دانشگاه‌ها، متخصصین رشته‌های گوناگون، سیاستمداران و شاغلین حرفه‌های عمومی، بازنشستگان و از کارافتادگان و حتی معلولین را میتوان در زمره رادیوآماتورهای جهان یافت.

رادیو آماتورهای دارای پروانه و مجوز قادر خواهند بود تا با دیگر رادیو آماتورها در سراسر کشور و یا در سراسر جهان و حتی با فضانوردان در خارج از جو کره زمین ارتباط برقرار نمایند. رادیو آماتوری شامل یک فعالیت گروهی بین المللی است که طی آن، آماتورها می توانند از گستره فرکانسی وسیعی و روش های ارتباطی مختلفی جهت برقراری ارتباط با دیگران بوسیله امواج رادیویی استفاده نمایند. آنها در خلال این ارتباطات، با افرادی از سن و نژاد و حرفه های گوناگونی آشنا می شوند.

امروزه تقریبا 675 هزار رادیو آماتور در ایلات متحده وجود دارند و بیش از 5/2 میلیون نفر رادیو آماتور نیز در سراسر جهان وجود دارند.

ایستگاه رادیوآماتوری ایستگاه رادیو آماتوری محلی است که تجهیزات مورد نیاز جهت برقراری ارتباطات رادیویی بر روی باند های آماتوری در آنجا فراهم آمده است. ایستگاه های رادیو آماتوری انواع مختلفی دارند، این ایستگاه ها ممکن است در یک ساختمان، بر روی یک خودرو، و یا حتی در فضا ایجاد شوند. هر ایستگاه توسط یک یا چند رادیو آماتور و با استفاده از علامت خطاب مورد بهره برداری قرار می گیرد.

فرکانس ها و روش های ارتباطی رادیو آماتورها از فرکانس های رادیویی مختلفی جهت ارتباط استفاده می نمایند که البته در برخی از کشورها، افراد عادی که رادیو آماتور نیستند ولی به این فعالیت ها علاقه دارند، می توانند به کمک دستگاه های گیرنده یکطرفه رادیویی به این ارتباطات گوش دهند. فرکانس های مورد استفاده رادیو آماتوری در مرحله اول توسط اتحادیه جهانی ارتباطات ITU و در مرحله بعدی توسط سازمان های تنظیم مقررات و راتباطات رادیویی هر کشور، تنظیم و توصیه می شوند. این فرکانس ها گستره وسیعی را از امواج کیلو هرتزی تا گیگاهرتزی را شامل می شوند که هر یک کاربرد هایی مخصوص به خود دارند و در مواقع، روش ها و شرایط خاصی مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال در طول روز، گستره 15 تا 27 مگاهرتزی، باند مناسبی جهت ارتباطات دور برد است ولی در طول شب، گستره 1.6 مگاهرتزی تا 15 مگاهرتزی جه این امر مناسب تر خواهد بود. این باند ها به امواج کوتاه معروف هستند و بر خلاف باند های مورد استفاده در پخش رادیویی FM و یا پخش تصاویر تلویزیونی که به صورت دید مستقیم حرکت می نمایند، عمل می کنند و از این جهت برد آنها بیش تر از امواج رادیویی و تلویزیونی است.

رادیو آماتورها همچنین از انواع مختلفی از روش های ارتباطی بهره می گیرند، روش هایی مانند تبادل مورس، صدا، تصویر، دیجیتال و غیره. اغلب رادیوآماتورها، فعالیت خود را با روش های مورس و تلفنی (مکالمه) FM آغاز می کنند. از دیگر روش های پیشرفته تر رایج در برقراری ارتباط رادیو آماتوری، استفاده از سیستم های آماتور ماهواره ای است. در این روش رادیو آماتورها قادر خواهند بود تا در چندین نقطه از جهان با یکدیگر از طریق ماهواره هایی که نقش تکرار کننده را بر عهده دارند، ارتباط برقرار سازند.

در وضعیت های اضطراری و به هنگام وقوع سوانح و حوادثی همچون، سیل، طوفان، زلزله و غیره اغلب، سیستم های ارتباطی عمومی همچون خطوط تلفن ثابت و همراه، شبکه های برق رسانی و رایانه ای دچار اختلال و قطعی می شوند این درحالیست که در این شرایط، رادیوهای دوطرفه مورد استفاده رادیو آماتورها، از آنجایی که فارغ از سیم و کابل های دیگر شبکه های ارتباطی فعالیت می کنند، می توانند جایگزین مناسبی جهت برقراری ارتباطات اضطراری مورد نیاز و لازم جهت کمک به آسیب دیدگان و امداد رسانی واقع شوند.

جالب است بدانید که در ماموریت سفینه های فضایی ، تقریبا همه خدمه سفینه، خود رادیو آماتور و دارای گواهینامه رادیو آماتوری هستند که در زمان هایی معیین، به وسیله رادیو هایی با توان خروجی 1 تا 50 وات، از کنار پنجره سفینه فضایی با دیگر رادیو آماتورها ارتباط برقرار نموده و با آنها گفتگو می کنند.

هر یک از علاقه مندان به فنون رادیو آماتوری، در همه جای دنیا ملزم به گذراندن دوره های آموزشی و آزمون های مربوطه جهت دریافت گواهینامه و پروانه رادیو آماتوری خواهند بود. آزمون ها معمولا شامل الکترونیک، مخابرات، امواج رادیویی، و قوانین و مقررات محلی و منطقه ای در زمینه رادیو آماتوری است.

گواهینامه رادیو آماتوری: در اغلب کشورها، رادیو آماتورها برای کسب مجوزهای قانونی و گواهینامه رادیو آماتوری ملزم به کسب برخی از شرایط و مهارت ها و همچنین گذراندن آزمون های مربوطه هستند و از این نظر رادیو آماتوری، با دیگر سرویس های رادیویی عمومی نظیر باند شهروندی، و باند خانواده و غیره که نیازی به کسب مجوز ندارند، تفاوت عمده ای دارد اما در عوض، رادیو آماتورها قادر خواهند بود تا بر روی امواج و باند های مختلف و با تجهیزات گسترده تری با اقصی نقاط جهان به برقراری ارتباط و فعالیت بپردازند که این امر در مورد دیگر سرویس هایی که ذکر شد مصداق ندارد.

ضوابط و قوانین ملی دریافت پروانه رادیوآماتور برای برقراری ارتباط رادیوئی به تاسیس ایستگاه رادیوئی اقدام می‌نماید و ایستگاه رادیوآماتوری عبارت از مجموعه ثابت و متحرکی است که از یک یا چند دستگاه فرستنده و گیرنده فراهم شده و پس از صدور پروانه تاسیس ایستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر پروانه تاسیس ایستگاه، رادیوآماتوری نسبت به دریافت گواهینامه رادیوآماتوری نیز اقدام می‌نماید و این گواهینامه، اجازه نامه‌ایست که از طرف وزارت ارتباطات وفناوری اطلاعات به اشخاص حقیقی برای اشتغال به کارهای رادیوآماتوری داده می‌شود.

پس از دریافت گواهینامه رادیوآماتوری و پروانه تاسیس ایستگاه رادیوآماتوری با دریافت علامت خطاب (Call Sign) مجاز به تاسیس ایستگاه و بهره‌برداری از دستگاه‌های فرستنده و گیرنده که خود آنها را ساخته یا خریداری نموده است، می‌شود. لازم به ذکر است علامت خطاب یا Call Sign مشخصه‌ای است که قبل و در انتهای برقراری ارتباط رادیوآماتوری و به منظور معرفی ایستگاه اعلام می‌شود.

طبق قوانین کشور ایران پروانه رادیوآماتوری درجه سه به کسانی داده میشود که:

1) دارای 16 سال تمام سن باشند. 2) در آزمون‌های کتبی مربوطه قبول شوند. 3) صلاحیت اخلاقی و سیاسی آنان مورد تایید قرار گیرد.

دارندگان این پروانه می‌توانند در باندهای آماتوری 7، 14، 21، 28 مگاهرتز و VHF از فرستنده تلگرافی با حداکثر قدرت متوسط 30 وات استفاده نمایند.

برای دریافت پروانه رادیوآماتوری درجه 2، رادیوآماتور بایستی حداقل 6 ماه با پروانه مبتدی درجه 3 کارکرده باشد و از عهده امتحانات مربوطه نیز برآید. دارندگان آن می‌توانند در کلیه باندهای آماتوری از فرستنده‌هایی با حداکثر قدرت 100 وات استفاده نمایند.

پروانه رادیوآماتوری پیشرفته درجه 1، به کسانی داده میشود که علاوه بر دارا بودن شرایط دارندگان پروانه رادیوآماتوری درجه 2، بتوانند از عهده امتحانات تکمیلی برآیند و مجاز به مخابره تلفنی و تلگرافی تله تایپ و ارسال تصویر SSTY در باندهای HF، حداکثر با قدرت 200 وات و VHFبا حداکثر قدرت 50 وات و UHF با حداکثر قدرت 30 وات می‌باشند که در شرایط خاص قدرتهای مذکور به تشخیص مدیریت فرکانس و روابط بین‌الملل تا 400 وات قابل افزایش است.

دولت ها و انجمن های رادیوآماتوری در بسیاری از کشورها، رادیو آماتورها با همت خود انجمن هایی را به صورت غیر دولتی تشکیل داده و فعالیت هایی را به صورت مشارکتی و هماهنگ به انجام می رسانند. برای مثال انجمن های رادیو آماتوری ایالات متحده، بریتانیا و کانادا و یا ژاپن از معروف ترین این تشکل ها هستند.

فرمولی برای آینده به نظر می رسد رادیو آماتوری امروزه با گام برداشتن به سمت سیستم های ارتباطی جدید و حرکت در جهت تحولات دیجیتالی، از جذابیت بیشتری برخوردار شده باشد، علاوه بر اینکه در حال حاضر بحث ها و جدل ها بر سر حذف آزمون عملی مخابره مورس از مراحل دریافت گواهینامه رادیو آماتوری در ایالات متحده و دیگر کشورها در گرفته است و FCC به زودی در این باره تصمیم خواهد گرفت.


وضعیت کشور ایران از سوی دیگر آنچه طی سالهای اخیر بر سر سرویس های رادیویی عمومی و آماتوری در کشور ما گذشته است، یاد آور وضعیت اسفبار این قبیل سرویس ها است. رادیو آماتوری، سرویس رادیویی مهجور مانده کشور ایران، چندین سال است که به طور کل از سوی متولی اصلی آن که همانا سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی یا همان رگولاتوری است به دست فراموشی سپرده شده است و نه آزمونی برای صدور مجوز آن برگزار می شود و نه قوانین و مقررات و آیین نامه های آن که حداقل متعلق به 40 سال پیش است، از سوی رگولاتوری مورد بازبینی قرار می گیرد.

این در حالیست که دنیا رویکرد دیگری را همسو با تحولات دیجیتالی نسبت به رادیوآماتوری برگزیده و همگام با فن آوری دیجیتال در صنایع ارتباطی، افق های نوینی را نیز برای رادیوآماتورها گشوده است، از آن جمله می توان به شبکه های وسیع ارتباط رادیو آماتورهای دیجیتال که مبتنی بر فن آوری ROIP عمل می نمایند و یا سیستم های ارتباط ماهواره ای رادیو آماتوری اشاره نمود.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389

تاریخچه


در سال 1802 پتروف (V.P.Petrof) کشف کرد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه زغال دیده می شود. و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کننده ای گسیل می دارد. قوس الکتریکی هفت سال بعد دیوی (H.Davy) فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

آزمایش ساده

اگر بخواهیم در یک روش ساده ای ایجاد قوس الکتریکی را نشان دهیم باید دو تکه کربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است که به جای زغال چوب معمولی میله خاصی که از کربن قوس ساخته می شود و با فشار دادن مخلوط گرافیت ، کربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند، استفاده شود).

چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب ازاینکه در لحظه تماس تکه های کربن مدار کوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی که جریان مستقیم از آن عبور کند قوس پایدارتر است به طوری که یکی از الکترودها همیشه مثبت «آند)و دیگری همواره منفی «کاتد)است.

ماهیت قوس الکتریکی

در قوس الکتریکی الکترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شود. ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الکتریکی بین الکترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار کمتر از نور تکه های کربن سفید شده از آزمایش‌های مربوط به گرما گسیل می کنند. چون الکترود مثبت دمایش از الکترود منفی بیشتر است زود تر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید کربن صورت گرفته و در آن الکترود (الکترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید که به دهانه مثبت معروف است و داغ ترین نقطه الکترودهاست.

دمای دهانه در هوا و در فشار جو به 4000 درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی سازوکارهای منظم و خود کار خاصی برای نزدیک کردن تکه های کربن با سرعت یکنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه سایش و خوردگی الکترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است،برای همین همیشه الکترود کربن مثبت کلفت تر از الکترود منفی اختیار می شود.

دماهای بالا در قوس الکتریکی

قوس الکتریکی می تواند بین الکترودهای فلزی ساخته شده از آهن ، مس و غیره نیز بگیرد. در این حالت الکترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی آزمایش‌های مربوط به گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مرکز الکترود فلزی معمولا کمتر از دمای الکترود کربنی است (2000 تا 2500 درجه سانتیگراد).

قوسی که بین الکترودهای کربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد (حدود 20atm) بالا رفتن دمای مرکز مثبت تا 5900 درجه سانتیگراد یعنی دما روی سطح خورشید را ممکن ساخته است. معلوم شده است که کربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری که از آن تخلیه الکتریکی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الکترون ها و یون هایی که با میدان الکتریکی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الکتریکی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از واکنش های شیمیایی که در دماهای پایین انجام شدنی نیستند، با قوس الکتریکی امکان پذیر می شوند. مثلا میله های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی

برای ایجاد تخلیه قوس الکتریکی به ولتاژ زیادی احتیاج نیست با ولتاژ 40 تا 45 ولت بین الکترود ها می توان قوس را به وجود آورد. از طرف دیگر جریان داخل قوس زیاد است. مثلا حتی در قوس کوچک جریان به 5 آمپر می رسد، در حالیکه در قوس های بزرگ که در مقیاس صنعتی به کار می روند جریان به صدها آمپر بالغ می شود. این به این معنا ست که مقاومت قوس پایین است و از این رو ستون گاز تابان رسانای الکتریکی خوبی است.

یونیزاسیون گاز با انرژی قوس الکتریکی

یونش شدید گاز با قوس الکتریکی به آن دلیل امکان پذیر است که کاتد قوس الکتریکی تعداد زیادی الکترون گسیل می داد. این الکترون ها با برخورد با گاز داخل شکاف تخلیه گازی آن را یونیزه می کنند. گسیل الکترونی شدید از کاتد از آنجا ممکن می شود که خود کاتد تا دمای بسیار بالایی گرم می شود (بسته به ماده از 2200 تا 3500). وقتی که الکترودهای قوس در ابتدا تماس داده شوند تقریباً تمام گرمای ژول که از الکترود ها می گذرد در ناحیه تماس که مقاومت بسیار دارد آزاد می شود.

به این دلیل انتهای الکترودها به شدت گرم می شوند که برای گیراندن قوس به هنگام جداکردن آنها کافی است آن وقت کاتد قوس توسط جریانی که از قوس می گذرد، در حالت التهاب می ماند. در این فرایند بمباران کاتد توسط یون هایی که به آن برخورد می کند نقش اصلی را ایفا می کند.

مشخصه جریان ولتاژ قوس الکتریکی

یعنی بستگی جریان الکتریکی در قوس الکتریکی به ولتاژ بین الکترودها ، ویژگی خاصی دارد. در فلزات و الکترولیت ها جریان متناوب با ولتاژ افزایش می یابد «قانون اهم). در صورتیکه برای رسانش القایی گازها جریان ابتدا با ولتاژ زیاد می شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابر این افزایش جریان در تخلیه قوسی به اندازه مقاومت در شکاف بین الکترودها و ولتاژ بین آنها منجر می شود. برای اینکه تابانی قوس پایدار بماند رئوستا یا مقاومت الکتریکی قوی دیگری را باید به طور متوالی به آن بست.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
 

اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معینی(دمای بحرانی) پایین اوریم پدیده شگرفی در انها اتفاق می افتد که طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جریان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبدیل به ابررسانا خواهند شد.

(البته موادی مانند نقره نیز هستند که مقاومت ویژه شان حتی در دمای صفر درجه کلوین نیز صفر نمی شود).هرچند در این دما میتوان بسیاری از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن برای رسیدن به چنین دمایی مجبورند از هلیم مایع ویا هیدرژن استفاده کنند که بسیار گرانند .

امروزه ابر رسانایی را در موادی ایجاد می کنند که دمای بحرانیشان زیادتر از 77 درجه کلوین است که برای رسیدن به چنین دمایی از ازت مایع استفاده می کنند که نقطه جوشش 77 درجه کلوین است.

تاریخجه ابررسانا یی

ابررسانایی برای اولین باردر سال 1911 توسط هایک کامرلینگ اونس(1926-1853)مطرح گردید. وی دمای یک میله منجمد جیوه ای را تا دمای نقطه جوش هلیم مایع(4.2 درجه کلوین )پایین اوردد و مشاهده نمود که مقاومت ان ناگهان به صفر رسید. سپس یک حلقه سربی را در دمای 7 درجه کلوین ابررسانا نمود و قوانین فارادی را بر روی ان ازمایش کردومشاهده نمود وقتی با تغییر شار در حلفه جریان القایی تولید شود.

حلقه سربی برعکس رسانا های دیگر رفتارمی نمایدیعنی پس از قطع میدان تا مادامیکه در حالت ابر رسانایی قرار داردجریان اکتریکی را حفظ می کند. به عبارتی اگریک سیم ابررسانا داشته باشیم پس از بوجود امدن جریان الکتریکی دران بدون مولد الکتریکی ( مثل باطری یا برق شهر )نیز می تواند حامل جریان باشد.

اگر در همین حالت میدان مغناطیس قوی در مجاورت سیم ابررسانا قرار دهیم ویا دمای سیم را با لاتر از دمای بحرانی ببریم جریان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراین حالتها سیم را از حالت ابررسانایی خارج کرده ایم .

اقای اونس با همین کشف جایزه نوبل فیزیک در سال 1913 را از ان خود نمود.در عکس بالا اونس و همسرش نشسته و دوستان دانشمند مانند البرت انیشتین در پشت سر وی قرار دارند.

اثرمایسنر

سپس در سال 1933 Meissner وOschsenfeld مطابق شکل نشان دادند که وقتی ماده مورد ازمایش قبل از ابررسانا شدن در میدان مغناطیسی باشد شار از ان عبور میکند ولی وقتی در جضور میدان به دمای بحرانی برسدو ابررسانا گردد دیگر هیچگونه شار مغناطیسی از ان عبور نمی کند تبدیل به یک دیامغناطیس کامل می شود که شدت میدان درون ان صفر خواهد بود.



فیزیکدانان مختلف همواره سعی کرده بودند به موادی دست پیدا کنند که اولا دردمای پایین ابرسانا شوند و ثانیا برای فرایند سرمایش بجای هلیم پر هزینه از نیتروژن مایع استفاده شود.تا بدن ترتیب بتوانند کابلهای مناسب برای حمل و انتقال برق ویا موتور الکتریکی بسازند.




در این شکل یک مغناطیس استوانه ای روی یک قطعه ابررسانا که توسط نیتروژن خنک شده شناور است زیرا ابررسانا طبق خاصیت یعنی اثر مایسنر می توانند خطوط میدان مغناطیس را به خارج پرتاب کنند دارد.و همانطور که میبینم قرص مغناطیسی را شناور نگه دارندو بدن ترتیب یک موتور چرخان ساخته میشود.

بلاخره در سال 1986 دو فیزیکدان سویسی به نامهای George bednorz-Alex Muller از آزمایشگاه زوریخ توانستند ابرسانایی ازجنس سرامیک اکسید مس در دمای بالا 60 درجه کلوین بسازند که برای فرایند سرمایش از نیتروژن مایع استفاده میشد که بسیار کم هزینه بود. بدین ترتیب دو گام مهم برای ساخت کابلهای ابررسانایی برداشته شد و لی سرامیک اکسید مس برای ساخت کابل شکننده بود بنابراین تلاشهای دیگری آغاز شد.که تا به امروز هم ادامه دارد دانشجویان و دانشمندان ایرانی هم در این عرصه بسیار فعال هستند.

طبق گزارش ایرنا سعید سلطانیان به همراه یک گروه علمی در دانشگاه ولو نگوگ ایالت نیو ساوت ولز استرالیا به سرپرستی پروفسور دو ابررسانایی ساختند که بالاترین رکورد را در میان ابررسانا دارد این ابررسانا به شکل سیم یا نوار ی از جنس دی برید منیزیم با پوششی از آهن است که شکل میکروسکوپی آن در پایین نشان داده شده است.



کاربردهای مختلف ابررساناها

از ابررسانایی میتوان در ساخت آهن رباهای ویژه طییف سنجهای رزونانس مغناطیسی هسته و عکسبرداری تشدید مغناطیسی هسته و تشخیص طبی استفاده نمود و همچنین چون با حجم کم جریانهای بسیار بالا را حمل می کنند می توان از آنها در ساخت موتورهای الکتریکی (ژنراتورها- کابلها) استفاده نمود که حجمشان 4 تا 6 برابر کوچکتر از موتورهای فضاپیمای امروزی هستند.

میتوان از آهن رباهای ابررسانا در ساختمان ژیروسکوپ برای هدایت فضا پیما استفاده نمود.

می توان از نیم رسانا ها در ساخت قطارهای شناور استفاده نمودمانند قطار سریع السیر ژاپنی ها که در سال 2000 میلادی ساخته شد وبا با سرعت 581 km/h حرکت می کرد در این بجای قطار بجای استفاده از چرخ از میدان مغناطیسی استفاده شده است.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389

یک منبع تغذیه سوئیچینگ (Switched-mode power Supply) یا SMPS یک واحد منبع تغذیه توان (psu) است که به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان خروجی یک منبع تغذیه دو روش رگولاتور خطی و رگولاتور به روش سوئیچینگ وجود دارد.

در روش رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده می‌شود. عیب این روش تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و مقادیر دلخواه در خروجی این نوع منبع تغذیه است. یک مقایسه را می‌توان بین این دو روش به این صورت بررسی کرد:
1- در روش خطی ترانسها در فرکانس 50 تا 60 هرتز کار می‌کنند که در نتیجه دارای اندازه و حجم بیشتری هستند ولی در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز حجم و وزن ترانسها را می‌توان کاهش داد.
2- بازده توان در روش سوئیچینگ بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی با تلف کردن میزان توان، خروجی خود را رگوله می‌کند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ یا همان
(duty cycle)
می‌توان ولتاژ و جریان خروجی را کنترل کرد.
(در توانهای بالا از روش
PWM
و در توانهای پائین تر از 30 وات از روش کلید زنی به صورت پالسهای معمولی استفاده می‌شود) یک طرح خوب در این روش می تواند تا 95% بازدهی داشته باشد.
 موردی که در منابع تغذیه سوئیچنگ وجود دارد بحث نویزواثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی است که می بایست از فیلتر
EMI و اتصالات RF
استفاده کرد.
 شکل زیر بلوک دیاگرام
منبع تغذیه سوئیچینگ را نشان می دهد.

در طرح منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی AC باشد ابتدا از یک طبقه یکسو کننده عبور می‌کند. طبقه یکسو کننده یک ولتاژ dc رگوله نشده ایجاد می‌کند که این ولتاژ dc به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل می‌شود جریان کشیده شده توسط این یکسو کننده از منبع تغذیه AC باعث ایجاد پالسهای کوتاه در اطراف پیک ولتاژ AC می‌شود.
این پالسهای کوچک در فرکانسهای بالا باعث کاهش فاکتور توان منبع تغذیه سوئیچینگ می‌شوند در اینجا از تکنیکی باید استفاده کرد و جریان یکسو شده را مجبور کرد تا شبیه یک شکل موج سینوسی باشد که در واقع فاکتور توان اصلاح شود.
یک
SMPS با ورودی DC به این مرحله (یکسو کننده) احیتاجی نداریم.می توانیم برای ورودی SMPS یک سوئیچ انتخاب حالت قرار دهیم که برای حالت DC مدار یکسو کننده در ورودی سیستم حذف شود و برای حالت ac نیز دو حالت 120 و 220  ولت قرار دهیم . (در حالت 120 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ و در حالت 220 ولت یک یکسو کننده در طرح ورودی قرار بگیرد)در مرحله اینورتر دوباره این مقدار dc به AC تبدیل می‌شود فرکانس کار این اینورتر (منظور سوئیچ کردن ها) بیش از 20 کیلوهرتز انتخاب می‌شود (جهت عدم شنود صدای ترانس) در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی کم وجود دارد (به دلیل فرکانس بالا دور سیم پیچ ترانس کم می شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است) (عمل سوئیچ معمولاً به کمک چند طبقه MOSFET جهت رسیدن به بهره بالا انجام می‌شود).



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : جمعه بیست و نهم بهمن 1389
مبانی فیبر نوری
فیبر نوری ، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود.
مزایای فیبر نوری
فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است :
· ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است .
· نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است .
· ظرفیت بالا. پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است .
· تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است .
· سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت .
· مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.
· سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است .
· غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .
· سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.
· انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.
با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نماین
بخش های مختلف فیبر نوری

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :
هسته (Core)
هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.
روکش Cladding  بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.
بافر رویه Buffer Coating  
روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .
انواع فیبر نوری
صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند. فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:
فیبرهای تک حالته (Single-Mode)
 بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود نظیر : تلفن
فیبرهای چندحالته Multi-Mode
بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)
فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" ۹ میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" ۵ / ۶۲ میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED می باشند 
ارسال نور در فیبر نوری
فرض کنید ، قصد داشته باشیم با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ و مستقیم را روشن نمائیم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسیر مسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهیم کرد؟
در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص) از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.
تکنولوژی ( فن آوری ) فیبر نوری
نور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده ) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده ) حرکت می کند.( مجموع انعکاس داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول ۸۵۰ نانومتر بین ۶۰ تا ۷۵ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ۱۳۰۰ نانومتر بین ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ۱۵۵۰ نانومتر بیش از ۵۰ درصد در هر کیلومتر
سیستم رله فیبر نوری
بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. یکی از ناوها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نماید. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید.
یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم ، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نماید. در ادامه ملوان فوق کدهای فوق را به یک زبان خاص ( مثلا" انگلیسی ) تبدیل و آنها را برای کاپیتان ناو ارسال می دارد. فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بین آنها از یک سیتستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.
سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :
فرستنده . مسئول تولید و رمزنگاری سیگنال های نوری است .
فیبر نوری مدیریت سیکنال های نوری در یک مسافت را برعهده می گیرد.
بازیاب نوری . بمنظور تقویت سیگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.
· دریافت کننده نوری . سیگنا ل های نوری را دریافت و رمزگشائی می نماید.
در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .
فرستنده
وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است . فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، ۸۵۰ نانومتر ، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است .
بازیاب ( تقویت کننده ) نوری
همانگونه که قبلا" اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین " تقویت کننده نوری " استفاده می گردد. تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری)
دریافت کننده نوری
وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک "فتوسل" و یا "فتودیود" استفاده می کند


ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : سه شنبه بیست و ششم بهمن 1389

از قرن هجدهم به بعد جهت ياب سکستان (Sextant دستگاه زاويه ياب براي تعيين موقعيت کشتي ها و هواپيماها) که جايگزين مدل هاي قديمي تر شده بود، ابزار اصلي جهت يابي شد. با استفاده از اين ابزار (که در زمان خود، پيشرفته ترين بود) و توجه به جابه جايي چندين جرم آسماني امکان تعيين طول و عرض جغرافيايي محلي که در آن قرار داشتند، فراهم مي شد.


سپس مختصات به طور تحليلي و با رايج ترين نوع عمليات يعني به صورت گرافيکي محاسبه مي شد. طي جنگ جهاني دوم به مرور با پيشرفت فناوري، سيستم هاي ناوبري الکترونيکي به شدت گسترش يافت، به طوري که امکان تعريف مختصات بر حسب تاخيرهاي زماني سيگنال هاي ارسال شده از ايستگاه هاي فرستنده فراهم شد و کاملاً مستقل از شرايط آب و هوايي بود.

تقريباً در اواسط دهه ۶۰ ميلادي، وزارت دفاع برخي از کشورهاي پيشرفته متوجه شدند که سيستم هاي ناوبري آن زمان از دقت مطلوبي برخوردار نيستند و به طور طبيعي، چشم ها به سمت فضا دوخته شد. اولين سيستم ناوبري ماهواره اي ترنزيت (Transit) نام داشت. اين پروژه وزارت دفاع امريکا از ۶ ماهواره تشکيل شده بود.

ماهواره ها بر روي يک مسير مشخص حرکت کرده و روي يک فرکانس معين، امواج را ارسال مي کردند و يک سيگنال با فرکانس متغير به گيرنده ها مي رسيد و موقعيت مکاني با اندازه گيري تغيير فرکانس محاسبه مي شد.

ماهواره ها امکان تغيير موقعيت هر نقطه از کره زمين را در هر يک ساعت و نيم و با دقتي برابر با ۲۰۰ متر فراهم مي کردند. سيستم ماهواره اي «ترنزيت» تا سال ۱۹۹۶ به حيات خود ادامه داد.

تولد سيستم موقعيت ياب جهاني يا به اختصار GPS در سال ۱۹۷۳ اتفاق افتاد. يعني درست زماني که وزارت دفاع ايالات متحده هماهنگ سازي سيستم هاي ناوبري را شروع کرد.

زيرا در آن زمان سازمان هاي مختلف، سيستم هاي متفاوتي را ايجاد کرده بودند که اکثراً با يکديگر هماهنگ و منطبق نبودند. اين سيستم جديد (GPS) تفاوت هاي فاحشي با ترنزيت داشت.

در سيستم GPS، هر ماهواره چند ساعت اتمي با خود همراه دارد و موقعيت خود را همراه زمان دقيق، به صورت يک سيگنال ارسال مي کند و سيستم ناوبري کاربر که تقريباً اندکي از يک گوشي تلفن همراه بزرگ تر است، زمان استخراج شده از اين سيگنال را مقايسه کرده و در سه نقطه موقعيت يابي مي کند. ضمن اينکه در گيرنده هيچ احتياجي به يک ساعت دقيق نيست.

سيستم موقعيت ياب جهاني (GPS) از سه قسمت اصلي تشکيل شده است. قسمت اول از حداقل ۳۵ ماهواره تشکيل شده که هر ماهواره در فاصله ۱۸ هزار کيلومتري از سطح دريا بوده و در هر ۲۴ ساعت شبانه روز دو بار به دور کره زمين گردش مي کند.

ماهواره هاي نسل آخر که جديد ترين نوع GPS است و سري Block۲ و Block۳ ناميده مي شود، شامل ۱۶ ماهواره است که تا به امروز در مدار خود قرار گرفته اند. اين ماهواره ها در يک شبکه با يکديگر مرتبط مي شوند و مي توانند پارامترهاي حرکتي خود را بدون نياز به کنترل زميني تجديد کنند.

قسمت دوم شامل مراکز کنترل زميني است که براي نظارت بر مدار ماهواره ها، همزمان کردن زمان بين ماهواره ها و هماهنگ کردن آنها به کار مي رود. البته اطلاعات ارسال شده از ماهواره ها را مي توان به راحتي از مراکز کنترل تغيير داد يا کامل تر تجزيه و تحليل کرد.

قسمت سوم سيستم موقعيت ياب جهاني هم همان گيرنده هاي GPS هستند که اندکي از يک گوشي تلفن همراه بزرگ ترند. جالب اينکه هزينه نگهداري اين سيستم موقعيت ياب که شامل افزايش ماهواره هاي جديد هم مي شود، سالانه نزديک به يک ميليارد دلار است، حال آنکه کاربران هيچ پولي بابت سيگنال هاي ماهواره و استفاده از آن نمي پردازند و فقط بابت خريد گيرنده GPS پول مي دهند.

در سال ۲۰۰۰ ميلادي، دسترسي عمومي و نظامي به سيگنال هاي ارسالي GPS از هم مجزا شده بودند که اين کار دسترسي انتخابي نام داشت و کاربران معمولي سيگنالي را دريافت مي کردند که به طور عمدي از دقت آن کاسته شده بود، ولي در اواسط سال ۲۰۰۰ ميلادي، رئيس جمهور امريکا دسترسي انتخابي را لغو کرد و اکنون دقت موقعيت يابي در حدود ۲۰ متر است و البته در گيرنده هاي نظامي پيشرفته اين دقت به کمتر از دو متر مي رسد.

چگونه مسيرمان را پيدا کنيم

در گذشته اگر در يک شهر بزرگ زندگي مي کرديد، بايد براي رفتن از نقطه اي به نقطه ديگر يک کتاب حجيم از نقشه کوچه ها و خيابان ها را با خود به همراه مي برديد، در حالي که امروزه مي توانيد با يک GPS کوچک که به راحتي در جيب شما جا مي گيرد، سوار وسيله نقليه خود شده، و به هر نقطه اي که مايل هستيد برويد.

در حال حاضر يکي از اين نوع GPS ها که از نظر توانايي و همين طور قيمت بالاتر از ميانگين موجود در بازار است، «Road Mate۳۵۰» نام دارد که آن را در شهر لس آنجلس که پس از نيويورک بزرگ ترين شهر امريکاست، آزمايش کرده اند. اين GPS مجهز به يک کارت حافظه با ظرفيت چهار گيگابايت است که شامل جزئيات تمام نقشه امريکاست و شما مي توانيد ضمن تماس ديجيتالي با نمايشگر آن و تايپ کردن نشاني محلي که قصد رفتن به آنجا را داريد، مسير خود را پيدا کنيد.

جالب اين که اين GPS اطلاعات کاملي راجع به بيش از يک و نيم ميليون مکان مهم شهر ازجمله مراکزي که دستگاه هاي خودپرداز بانک ها در آنجا مستقر هستند، رستوران ها، پمپ بنزين ها، کتابخانه هاي بزرگ، موزه ها و پارک ها و همچنين اماکن مهم را در اختيار شما قرار مي دهند. طرز کار اين دستگاه و تقريباً ديگر مدل هاي GPS اين گونه است که وقتي براي اولين بار آن را روشن مي کنيد، حدود يک دقيقه طول مي کشد تا آماده کار شود، اما دفعات بعد اين زمان به چند ثانيه کاهش پيدا مي کند.

از آنجايي که اين دستگاه يک GPS است، بنابراين به طور دقيق مي داند که محل خودش کجاست و بنابراين مسيرهاي مختلف به مقصد مورد نظر شما را نشان داده و از طريق صدا دستورات لازم را در مورد وجود تقاطع در مسير حرکت يا مسيرهاي تکميلي (در صورتي که بخشي از راه را به اشتباه طي کنيد) به شما گوشزد مي کند. Road mate ۳۵۰ اين توانايي را دارد که بيش از ۲۰۰ آدرس مختلف را در حافظه خود ذخيره کند تا براي رفتن مجدد به آن آدرس ها ديگر نيازي به سيگنال يابي مجدد نباشد. در اين GPS يک صفحه کليد از نوع «Quich Spell» وجود دارد که دستيابي به مقصد را به دليل نوع کلماتي که بر روي آن و به اختصار به کار رفته است، افزايش مي دهد.

پس از آنکه آدرس براي دستگاه شماره گيري شد، تنها کافي است که حرکت خود را شروع کنيد و به مسيرهايي که به وسيله دستگاه از طريق صدا به شما گفته مي شود، گوش دهيد. در ضمن مي توانيد به طور همزمان چندين آدرس را شماره گيري يا به اصطلاح تايپ کنيد.

مهم ترين ويژگي سيستم GPS اين است که کاربر نيازي ندارد که مدت زمان زيادي را براي يادگيري آن (که در واقع نوعي دستورات کامپيوتري است) صرف کند. زيرا GPSها به گونه اي ساخته شده اند که بلافاصله پس از روشن کردن آن مي توانيد حرکت خود را شروع کنيد و تمامي کارها را خود دستگاه انجام مي دهد.

در اين GPS ها، هارددرايو وجود ندارد، يعني همراه اين دستگاه يک ديسک MMC/SD وجود دارد که نقشه از روي آن به کارت حافظه GPS منتقل مي شود.

صفحه نمايشگر GPS بزرگ و به راحتي قابل ديدن است و چنانچه بخواهيد آن را در جلوي خودرو نصب کنيد، تجهيزات و پايه مخصوص نصب همراه آن است. ضمن اينکه اندازه نمايشگر GPS تقريباً پنج اينچ بوده و به همين دليل هم تقاطع ها و پيچ هاي مسير حرکت روي آن به خوبي قابل تماشاست. از ديگر تجهيزاتي که همراه GPS عرضه مي شود، يک آداپتور (مبدل برق) از نوع ۱۲ ولتي براي اتصال به برق خودرو و همچنين مبدل برق AC (برق شهر) براي مصارف خانگي براي برنامه ريزي سفر است. ضمن اينکه برخي از GPSها هم فاقد باتري هستند.

موارد کاربرد GPS

امروزه GPS ها فقط براي راهنمايي افراد و به منظور گم نشدن در کوچه و خيابان ها نيست. ضمن اينکه نيازي هم به وجود افراد ماهر و صرف وقت زياد براي وارد کردن اطلاعات ويژه اي نيست.

شرکت مهندسي نولوجي (nology) يک سيستم کسب اطلاعات به نام G-Dyno را طراحي کرده که در مدل هاي مختلف قابل دسترسي است. اين سيستم اين توانايي را دارد که سرعت و مسافت را اندازه گيري کرده و ثبت کند، سپس با استفاده از اطلاعات ورودي مانند وزن، ميزان سطح تماس جلوي خودرو يا هر خودروي ديگر و استفاده از ضريب مقاومت خودرو نسبت به محاسبه نيروي توليدي وسيله نقليه شما، ميزان شتاب ثقلي که مي تواند تحمل کند و غيره، طول مسافت ترمز ديگري را اندازه گيري مي کند و به شما نسبت به رفتارتان در رانندگي تذکر مي دهد.

به طور مثال نقشه راه شما را ترسيم کرده و در عبور از پيچ ها راندمان سيستم ترمز و شتاب شما را اندازه گيري مي کند. اين سيستم در نهايت به شما مي گويد که از کدام پيچ يا تقاطع به خوبي عبور کرديد و در کدام پيچ يا تقاطع عملکرد مناسبي نداشتيد.

اين سيستم علاوه بر GPS بودن، اطلاعاتي به شما مي دهد که مثلاً طول مسير توقف شما از لحظه ترمزگيري با سرعت ۱۲۰ کيلومتر تا توقف کامل چقدر بوده است و به شما در صورت عملکرد نامناسب تان در توقف خودرو تذکر مي دهد. اطلاعاتي که اين سيستم در اختيار شما قرار مي دهد واقعاً شگفت انگيز است. به طور کلي استفاده هاي متنوعي رامي توان براي سيستم هاي موقعيت ياب متصور بود که تنها محدود به قوه تخيل ماست و به سرعت در حال رشد است.



ارسال توسط مهدی جعفرزاده
 
تاريخ : دوشنبه بیست و پنجم بهمن 1389

رادیو و امواج رادیویی


ارتباط رادیویی ، مخابره سیگنال ها با استفاده از مدولاسیون کردن امواج الکترومغناطیس در فرکانس های پایین تر از نور مرئی است.

پرتو های الکترومغناطیس بوسیله نوسان سازی در میدان های الکترومغناطیس از میان هوا و خلاء گذر می کنند .اطلاعات با استفاده از روش های معین و از پیش تعیین شده و با تغییر بعضی از مشخصه های امواج منتشر شده ، مانند دامنه ، فرکانس،فاز یا پهنای پالس ، جابجا می شوند .

زمانی امواج رادیویی از رسانای الکتریکی عبور می کند ، میدان نوسانی یک جریان متناوب در رسانا ایجاد می کند . می توان این امواج را شناسایی و به صدا یا دیگر سیگنال ها ی حامل اطلاعات تبدیل کرد .

هر سیستم رادیویی که برای ارتباطات استفاده می شود عناصر و اجزاء زیر را دارا می باشد. با بیش از 100 سال پیشرفت ، هر فرآیند با شیوه های پهنای باز ، که برای هدف های ارتباطی متفاوت اختصاص یافته بود ، اجرا می شد.

هر سیستم رادیویی شامل یک فرستنده است، که شامل یک منبع انرژی الکتریکی ، که جریان متناوب با فرکانس مطلوب تولید می کند،می باشد. فرستنده شامل یک سیستم برای تغییر بعضی از خصوصیات جریان تولید شده برای  تحت تاثیر قرار دادن سیگنال درونش است.  این مدولاسیون باید جریان را قطع و وصل کند ،و یا خصوصیات دقیق مانند دامنه ،فرکانس ،فاز یا ترکیبی از این خصوصیات را تغییر دهد. فرستنده انرژی های الکتریکی مدوله شده را به یک آنتن تشدید کننده تنظیم شده می فرستد، این ساختار به سرعت جریان متناوب در حال تغییر را به یک موج الکترومغناطیس تبدیل می کند ، که می تواند از میان هوا و خلاء عبور کند .(بعضی اوقات با یک پلاریزاسیون بخصوص)

 

امواج الکترومغناطیس یا به طور مستقیم و یا در مسیر متغیر با کمک بازتاب ، انحراف یا پراش ، از میان فضا عبور می کنند .کم بودن شدت امواج ، به شکل هندسی پراکندگی شار بستگی دارد(شدت امواج معکوس شعاع)،و در بعضی موارد هم انرژی توسط تداخل محیط جذب می شود . پارازیت (نویز) عموماً سیگنال مورد نظر را دچار تغییر می کند ، این تداخل الکترومغناطیسی از سوی منابع طبیعی همانند منابع مصنوعی مثل دیگر فرستنده ها و انتشار دهنده های تصادفی ناشی می شود . همچینین در هر لحظه به دلیل خصوصیات دستگاه هایی که استفاده می شود ، نویز تولید می شود . اگر مقدار نویز به اندازه کافی بزرگ باشد ،طولی نمی کشد که  سیگنال مورد نظر قابل تشخیص و تمییز دادن نمی باشد، این موضوع اساساً باعث محدود شدن دامنه ارتباطات رادیویی می شود .

امواج الکترومغناطیس بوسیله آنتن های تنظیم شده گیرنده جدا می شوند ، این ساختار انرژی امواج را می گیرد و آن را به حالت جریان الکتریکی نوسان دار تبدیل می کند ، گیرنده این جریان را رمز گشایی و یکسو می کند ، که این سیگنال توسط یک سیستم شناسایی قابل استفاده می گردد. گیرنده، دستگاهی است که برای پاسخ دادن با رعایت اولویت به سیگنال های مورد نظر و رد کردن سیگنال های نامطلوب به کار می رود .

سیستم های رادیویی جدید برای تولید سیگنال برای اپراتور ، روی انرژی که بوسیله آنتن جمع می شود تکیه می کنند . رادیو پراستفاده تر شد بعد از اختراع تجهیزات الکترونیکی مانند لامپ خلاء و بعد از آن ترانزیستور ، که باعث تقویت سیگنال های ضعیف می شود . امروزه از سیستم های رادیویی علاوه در برنامه های رادیویی، برای کنترل اسباب بازی بچه ها مانند ماشین های کنترلی استفاده می شود .

 

میدان الکترومغناطیسی

فرکانس های رادیویی دامنه ای از چند ده هرتز گرفته تا 300 گیگاهرتز را دارا می باشند، اگرچه کاربردهای مهم تجارتی از رادیو تنها از قسمت کوچکی از این طیف استفاده می کند. دیگر نوع های پرتوهای الکترومغناطیسی ، با فرکانس های بالاتر از دامنه RF ،پرتو های ریز موج ، مادون قرمز ، نور مرئی ،ماوراء بنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما هستند .

از آنجایی که انرژی یک فوتون برای خارج کردن یک الکترون از اتم بسیار کم می است ، امواج رادیویی جزء دسته تابش های غیر یونیزه کننده ، طبقه بندی می شوند .

 

استفاده های رادیو

از اولین کاربردهای رادیو ، فرستادن پیغام ها برای ناوگان های دریایی ، به صورت تلگراف با استفاده از کد مورس بین کشتی ها و زمین بوده و اولین استفاده کننده ها شامل تفنگداران و ناوهای دریایی ژاپن و روسیه در طول جنگ تسوشیما در 1905 بوده است. یکی از استفاده های فراموش نشدنی از تلگراف های دریایی ، به هنگام غرق شدن کشتی تایتانیک در سال 1912 است، که شامل ارتباط بین اپراتور روی کشتی در حال غرق و کشتی های نزدیک به آن و ارتباط با ساحل برای گزارش نجات یافتگان بوده است.

رادیو برای انتقال دستورات و ارتباط بین نیروی ارتش و نیروی های دریایی در جنگ جهانی اول استفاده می شده، آلمان ها از ارتباط رادیویی برای پیغام های سیاسی زمانی که کابل های زیر دریا توسط بریتانیایی ها قطع می شد استفاده می کردند .ایالات متحده "اصول چهارده گانه" رئیس جمهور وقت "وودرو ویلسون" را از طریق رادیو در طول جنگ مخابره می کرد .

برنامه های رادیویی از سال 1909 توسط "سن جوز" از کالیفرنیا شروع شد ، و در سال 1920 عمومیت پیدا کرد ، با کمک به رسمیت شناختن همه جانبه توسط گیرنده های رادیویی ، به ویژه در اروپا و ایالات متحده . درکنار برنامه رادیویی ، برنامه های زنده ، شامل پیغام های تلفنی و اعلام پخش برنامه ها ، در سال 1920 و 1930 همه گیر شد .

دیگر استفاده های رادیو در سال های قبل از جنگ ،توسعه دستگاه ها شناسایی هواپیماها و کشتی با کمک رادار بوده.

امروزه،رادیو حالت های مختلفی دارد،شامل شبکه های بی سیم (یا وایرلس)و شبکه های موبایل ، درست مانند برنامه های رادیویی .

قبل از ظهور تلویزیون ،برنامه های اقتصادی رادیویی فقط شامل اخبار و آهنگ نبودند و شامل درام ، کمدی ،نمایشنامه های گوناگون و بسیاری دیگر از سرگرمی ها بوده است.رادیوبرای پخش سخنرانیهایی که صرفاً صوتی بوده ،منحصر به فرد بوده است.


منبع: www.electricallife.blogfa.com



ارسال توسط مهدی جعفرزاده

اسلایدر

خرید شارژ

خرید فیلم

خرید سریال